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上海光机所超强超短激光驱动强磁场研究取得进展

2022-03-27 03:58上一篇:Wi-Fi信号差是为什么?这几招教你解决 |下一篇:没有了

本文摘要:日前,中国科学院上海光学精密机械研究所强场激光物理国家重点实验室在极强非同激光驱动的等离子体韦伯不稳定性及强磁场产生研究中取得新进展。磁场普遍不存在于各种天体及天体演化过程中,从地球表面10-5T到脉冲中子星的超高强磁场(108-9T),极端强磁场在许多天体物理现象如太阳耀斑、伽玛射线轰、超新星、白矮星盘等中扮演着十分最重要的角色。利用极强非同激光驱动高温即墨等离子体产生强磁场及磁重联等可以在实验室仿真许多天体物理过程。

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日前,中国科学院上海光学精密机械研究所强场激光物理国家重点实验室在极强非同激光驱动的等离子体韦伯不稳定性及强磁场产生研究中取得新进展。磁场普遍不存在于各种天体及天体演化过程中,从地球表面10-5T到脉冲中子星的超高强磁场(108-9T),极端强磁场在许多天体物理现象如太阳耀斑、伽玛射线轰、超新星、白矮星盘等中扮演着十分最重要的角色。利用极强非同激光驱动高温即墨等离子体产生强磁场及磁重联等可以在实验室仿真许多天体物理过程。此外,强磁场在惯性约束核聚变、核物理和材料科学等领域都具有最重要的应用于。

目前,利用激光驱动强磁场和磁重联的实验室天体物理研究都是在诸如神光和OMEGA这样的大型激光装置上展开的,且大多基于离子的韦伯不平稳机制,取得的磁场强度在百特斯拉量级。研究人员利用一套低反复频率kHz、数毫焦耳的飞秒激光装置,通过操纵脉冲序列与高密度液体靶相互作用,首先在靶面法线方向产生收缩的高温密集等离子体半球,然后飞秒强劲激光驱动强流电子束在等离子体中诱导韦伯不稳定性的快速增长。

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实验中,通过使用时间辨别的阴影光学和法拉第磁光偏振转动测量,观测到了周期产于的电子成丝结构以及强度低约千特斯拉的强磁场阵列及其演化过程,峰值磁场强度约2千特斯拉,持续时间2皮秒。该项研究说明了了强激光驱动的来自内部密集等离子体区域的高能电子升空诱导了电子韦伯不稳定性的非线性快速增长,产生了周期结构的电子成丝以及磁场的缩放。

该研究结果修筑了利用小型化激光装置研究低能量密度物理及实验天体物理的新途径,可以更加了解地研究和解读磁场的产生、缩放、磁重联及天体现象的本质。近期研究成果已公开发表于《物理评论快报》。


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