一种脉冲强电流条件下导线电阻测量方法

在超强激光辐照电容线圈靶产生强磁场实验中,在约50 ps时,线圈电流达到20 kA以上。通过该实验结果与磁场产生理论模型对比,可得出该导线电阻值比常温直流电阻高出3个量级。对导线材料电阻率与趋肤效应的分析结果表明,该电阻值在量级上是合理的。获得超快脉冲强电流条件下的导线电阻值,有助于更深入理解线圈靶产生强磁场过程。     

超强频率梳激光场驱动下多光子共振谐波辐射的相位突变研究

本文从理论上研究了在双色频率梳激光场驱动下多光子谐波辐射光谱中的相位突变现象。我们利用Floquet理论非微扰地模拟了频率梳激光场与原子分子等量子系统的相互作用过程。谐波辐射信号是多光子偶极跃迁相干叠加的结果,通过调节频率梳激光场间的相对相位,可以相干地控制谐波辐射信号的强度。通过对谐波信号进行傅里叶变换,可以提取不同跃迁路径的相对相位信息。我们通过改变频率梳组激光场的强度和频率组分实现多光子跃迁频率,让其跨越共振跃迁频率时,谐波相位会发生突变。从而可以观测超强激光场驱动下量子系统共振跃迁频率的斯塔克能移。     

全光汤姆孙散射

随着激光和加速器技术的发展,激光场强度和粒子能量也有所提升,在高场强和高电子能量的条件下,电子与光子的汤姆孙散射过程将达到高度非线性状态,在这种状态下会发生多光子效应,即单个电子同时与多个光子相互作用并辐射一个高能光子,此过程通常称为多光子汤姆孙散射.当场强和粒子能量变得更高时,需要引入量子电动力学理论来解决极端光场物理中的动理学过程.近期,全球多台数拍瓦激光装置逐渐投入使用,激光等离子体相互作用中的此类效应会变得极其显著.而全光汤姆孙散射成为目前研究极端光场物理最佳的实验方案,因此,系统地研究全光多光子汤姆孙散射是本领域未来十年极其重要的方向.本文对近年来全光汤姆孙散射实验从单光子、低阶多光子到高阶多光子的研究进展进行了综述,并对其未来的发展方向进行了展望.另外,伴随着散射过程产生的准直高亮X/伽马射线,有望发展成为具有重要应用价值的紧凑型超亮高能光源.     

Effects of ultra-strong magnetic field on electron capture rates of 55C0 and 56Ni in the magnetar surrounding

The electron capture rates of 55Co and 56Ni in the ultra-strong magnetic field at four typical temperature- density points have been calculated using the nuclear shell model and Landan energy levels quantized approximate correction. The results show that the electron capture rates of 55Co and 56Ni are increased greatly in the ultra-strong magnetic field, and even exceed two orders of magnitude in the range from 4.414×10^13G to 2.207×10^27 G. The change rate of electron abundance, ye, of 55Co and 56Ni under the condition of B=4.414×10^15G in the magnetar surrounding has been calculated and discussed, the proportions of ye of 55Co and 56Ni in the total Ye have been reduced by 50 percent in all more than the condition without a magnetic field.     

Compton散射下超强激光瞬态等离子体的频率响应特性

应用多光子非线性Compton散射和实验探测的方法,对超强激光瞬态等离子体的频率响应特性进行了研究,提出了将入射超强激光和Compton散射光作为形成等离子体碰撞频率的新机制,给出了电子碰撞频率的时空演化方程和实验结果 .结果表明:与散射前相比,4.17 k Hz以下的功率谱线较平滑,不同时刻抖动幅度不大,且抖动的频率降低了1.63 k Hz.当频率达到6.12 k Hz时,功率谱线出现了35 m W幅度抖动,且大幅抖动的频率降低了0.88 k Hz,幅度增大了5 m W.当频率达到9.7 k Hz时,功率谱线的峰值近似于全谱峰值,且该谱线峰值的频率降低了1.3 k Hz.由4.17~9.7 k Hz低频谱产生的功率谱线缩小了0.21k Hz.超过9.1 k Hz后,功率谱线抖动对功率谱线峰值的贡献是次要的.这主要是由于散射使等离子体的高频非线性成分增大,低频成分缩小,且4.17~9.7 k Hz中亦包含有散射贡献的缘故.     

双荧光层靶Kα线强度比诊断靶内超热电子温度

 利用双荧光层复合靶产生的Kα特征线强度比诊断了靶内超热电子的温度,即通过实验测量复合靶中两种不同材料荧光层辐射出的Kα特征线强度比,结合ITS3.0程序模拟结果,对超热电子温度进行诊断。将诊断结果与实验中利用电子磁谱仪测量的超热电子温度进行了比较,二者基本一致。结果表明,选取适当的荧光层靶厚,可以利用双荧光层复合靶产生的Kα特征线强度比对靶内的超热电子温度进行诊断。     

激光等离子体相互作用中的电磁不稳定性和能量运输

利用相对论电磁粒子模拟程序研究了超强激光与等离子体相互作用中产生的电磁不稳定性的发展演化过程.讨论了电磁不稳定性的发生和非线性饱和过程.给出了不稳定性的线性增长率和各向异性参量之间的函数关系,用Spitzer-Harm理论分析了电子热传导中能量的运输情况,观察到由激光的非等方加热引起的电子纵向加热现象.结果表明,不稳定...     

激光固体靶相互作用产生正电子的模拟研究

采用Monte Carlo程序Geant4对激光固体靶相互作用正电子产生进行了研究。研究了超热电子能量分布函数对正电子产生的影响,结果表明采用不同的分布函数,最多可致正电子产额约3倍的差异,分布函数的最大截止能量在30 MeV以上时正电子产额趋于饱和。研究了正电子产生与超热电子发散角的关联,结果表明发散角模型对正电子产额影响不大,而正电子角分布对超热电子发散角较为敏感,且靶背鞘场对正电子发散角的减小贡献巨大。模拟结果显示靶厚度的增加可导致正电子发散角的增大,而当靶厚度超过2mm时,发散角基本保持不变。此外,模拟了超热电子发散角、靶厚度及靶背鞘场对正电子电子份额比及正电子γ份额比角分布的影响。     

Evolving into Magnetars from Normal Pulsars with a Low Braking Index

Anomalous x-ray pulsars （AXPs） and soft gamma-ray repeaters （SCRs） are believed to be candidates for magnetars, and they are powered by the decay of ultra-strong magnetic fields of〉 1014 C. From the modified spin-down relation of pulsars P ∝P^2-n, we find that the Vela pulsar would evolve into the classes of magnetars under some assumptions that pulsars lose their rotational energy only by magnetic dipole radiation and the braking index is a constant. Our rough calculation indicates that only pulsars with n - 1.3 - 1.6 can evolve into magnetars. Pulsars like Vela with a low braking index may be the progenitors of AXPs and SCRs. Regarding the mechanism evolved into magnetars, we suggest that pulsars＇ surface magnetic field component may be increased by frequent glitches.     

等离子体密度标长对高能质子加速的影响

超短超强激光与等离子体相互作用中产生的高能质子在激光惯性约束核聚变,新型台面质子加速器以及医学等研究领域已成为广泛关注的一个热点.超强激光与等离子体相互作用中密度标长对超热电子或高能质子加速影响很大,所以为了确定超热电子或高能质子的加速机制,需要确定等离子体的密度标长.本文利用PIC法得到的模拟结果来研究了超强激光与等离子体相互作用中高能质子产生的物理机制以及前表面等离子体密度标长对超热电子或高能质子加速的影响.