Излучение (мощного лазера) света на предел плотности плазмы: японские исследователи показывают предел плотности плазмы для взаимодействия мощных лазеров с веществом

Группа японских исследователей во главе с Университетом Осаки предположила, что вещества, нагретые с помощью мощных лазеров, создают состояние плазмы сверхвысокого давления, сравнимое с таковым в центрах звезд, и что поверхностное натяжение плазмы может отталкивать свет. Поскольку лазеры с энергией, способной нагревать материал в достаточной степени для создания этого давления, на сегодняшний день не были доступны, этот процесс не рассматривался.

Их работа, опубликованная в Nature Communications, описывает их теорию и вспомогательные модели.«Понимание состояний экстремально высокого давления, создаваемых взаимодействием лазерного света с материалами, имеет решающее значение для лазерных приложений», — говорит соавтор Ясухико Сентоку. «Наша теория предполагает, что усиление поверхностной плазмы с помощью мощного лазера, то есть растачивание отверстий, в конечном итоге останавливается сверхвысоким давлением плазмы, и возникает новая стадия нагрева плазмы».

Они определили предельную плотность для лазерного растачивания отверстий, которая соответствует максимальной плотности плазмы, которую может достичь лазерный свет. Они обнаружили, что после достижения предела плотности поверхностная плазма начинает вырываться в сторону лазера, даже если лазер непрерывно облучает плазму.

Теория исследователей объясняет переход к выбросу с точки зрения баланса между давлением лазерного света и давлением поверхностной плазмы. Теория обеспечивает руководство по управлению энергией электронов, что важно для таких приложений, как ускорение ионов и создание парной плазмы.

«Мы также определили временную шкалу для перехода от бурения скважины к выбросу, показав, что наши результаты будут применимы для экспериментов с мультипикосекундными лазерами», — говорит ведущий автор Нацуми Ивата. «Мы надеемся, что наша работа послужит основой для прикладных исследований, например, для ядерного синтеза, инициированного лазером».


Оставьте комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *