与天体物理相关的光电离等离子体的实验室研究

光电离等离子体在天体物理环境中普遍存在,并且由于与黑洞等致密天体紧密关联而具有重要的研究意义.近年来,随着大功率强激光及Z箍缩技术的发展,在实验室中实现了天体环境中的光电离等离子体和光电离过程的模拟.这为验证光电离理论模型的可靠性和准确性,以及认识天体物理环境中的光电离过程及其物理环境的诊断提供了重要的新手段.文章介绍了与天体物理相关的光电离等离子体的实验室研究进展.     

实验室光致电离等离子体中激发过程的研究

光致电离等离子体在宇宙中广泛存在于强辐射场附近. 近年来随着高能量密度实验装置的发展, 在实验室内也能构造出光致电离等离子体. RCF是一个基于The Flexible Atomic Code 数据的针对光致电离等离子体的辐射碰撞模型, 该模型模拟了两个光致电离实验, 其 理论结果中电离态分布和光谱与测量值符合得很好. 在理论模拟中发现, 光致电离等离子体中光致激发和碰撞激发过程对离子态布居和发射光谱都有非常重要的影响. 光致激发过程可以通过将离子激发到双激发态从而间接电离离子; 碰撞激发过程会因为电子将基态离子激发到电离截面小的单激发态而抑制光子对等离子体的电离. 光致激发过程可以加强类锂离子的类氦离子的卫线, 而碰撞激发过程会影响类氦离子谱线的线强之比.     

温稠密等离子体中Al12+离子的光电离过程

本文采用多组态Dirac-Hartree-Fock方法研究了温稠密等离子体环境中Al12+离子的光电离过程. 等离子体效应采用SM屏蔽势来模拟(Stanton和Murillo在2015年提出). 计算中固定标度温度1.3eV,在强耦合等离子体环境下,研究了等离子体密度对能级,连续态波函数以及光电离截面的影响. 通过与相同等离子体条件下的Debye-Hückel模型势计算的光电离截面对比,发现两种模型对应的结果中未同时出现势形共振峰,这是由于本文采用的屏蔽模型包含等离子体简并、有限温度对动能的梯度修正和量子交换关联效应,对光电离截面的大小和共振结构具有显著影响.     

基于光场感生电离线偏振激励低密度等离子体电离参数研究

以类硼氮系统为例 ,对基于光场感生电离线偏振激励低密度等离子体的电离参数进行了研究 ,由此确定了对于适合复合机制的类硼氮 4 5 .2 1nm的产生 ,其最佳激励激光强度为 5× 10 1 5W cm2 ,并对计算结果进行了分析     

光电离速率影响大气压空气正流注分支的机理研究

大气压空气中的流注放电有广泛的理论和应用研究价值,包括雷电机理、输变电系统空气绝缘理论以及材料表面改性等.流注是一个快速发展的强电离区域,在传播过程中存在着一种重要的特点—分支现象.光电离为正流注发展提供必要的自由电子,且实验结果表明分支特征与流注头部的光电离速率密切相关.本文基于新的流注分支判据,采用了粒子网格单元与蒙特卡罗碰撞相结合(PIC-MCC)的三维放电模型(Pamdi3D)进行数值仿真验证.为了研究光电离速率对正流注分支的影响,仿真了毫米尺度间隙针-板电极正流注发展,系统研究了不同光电离参数的影响.当减小氮气-氧气比例、光子吸收截面或光电离效率系数后,流注均更早地出现分支现象.这些计算结果表明大气压空气中流注头部光电离速率的降低将导致其发生分支的概率更高.     

等离子体密度对多光子电离的影响

利用“光学度规”的方法研究了等离子体中的多光子电离,获得了“弯曲时空”中的量子Volkov态.应用量子电动力学的形式散射理论得出了多光子电离的散射截面.阐述了等离子体密度对发生在其中的多光子电离的“抑制”作用 关键词： 多光子电离 激光等离子体     

对硝基苯乙醚的真空紫外光电离与光离解研究

以同步辐射为光源,用光电离质谱和符合技术对对硝基苯乙醚分子进行了真空紫外光电离与光离解研究。测得了这一分子的电离势及C6H5NO+3、C6H5O+2、C6H5O+等六个主要碎片离子的出现势,根据实验所得的质谱图、能量关系,结合该分子的具体结构,初步分析了该分子同步辐射光离解电离的可能通道,并得到了分子离子的键离解能D0(O2NC6H4C2H+5)。     

铀原子双色三步激光光电离光谱

对铀原子单色及双色多光子共振电离光谱开发了深入的研究，报道了用双色三步光电离技术测量位于３４２６０－３５８００ｃｍ＾－１范围内的奇宇称高位能级的位置和Ｊ值。     

光场电离类镍氪等离子体参数研究

计算了１０ＨＺ、１４０ｆｓ、５０ｍＪ、８００ｎｍ圆偏振光场电离产生的类镍氪等离子体参数,着重研究了电离激光强度对等离子体参数的影响,并由此确定了适合于电子撞激发类镍氪３１．９ｎｍ超紫外（ＸＵＶ）激光系统的最佳激光强度。     

光电离过程中Fe靶和V靶特征辐射的角相关研究

在发射角120°—170°的范围内,应用硅漂移探测器以10°为间隔对中心能量为13.1 keV的韧致辐射诱发Fe靶和V靶发射的典型K系X射线光谱进行了测量.得到特征X射线Kα和Kβ的特征谱线,考虑探测器对特征X射线的探测效率、靶对入射光子和出射光子吸收的校准及大气对特征X射线的吸收后,结果显示不同探测角度下Kβ与Kα的强度比为一常数.将本次实验探测角度为150°时的Kβ/Kα强度比值的实验值、理论计算值和Ertuğral的实验结果进行对比,发现实验结果与预期相符.对比不同探测角度下的强度比变化趋势推断特征X射线的角度依赖关系,分析认为Kα和Kβ在探测范围内是各向同性发射的.     

强激光实验室天体物理研究进展

高功率激光器技术的发展使得人们可以在实验室中创造出与天体环境类似的极端物理条件,这为科学家提供了针对某些重要天体物理过程进行实验室研究的可能性,由此催生了一个新的物理学前沿领域——实验室天体物理学。文章将简单介绍该领域中几个热点问题的新进展,包括实验室和天体流体过程的定标关系、无碰撞冲击波、磁重联、喷流、超强磁场的产生等,最后对实验室天体物理学的发展方向作了展望。     

核天体物理实验研究

研究微观世界的核物理与研究宏观世界的天体物理自然融合形成了前沿交叉学科——核天体物理。核天体物理的主要研究目标是应用核物理的知识和规律来阐释宇宙演化进程中化学元素合成及演化过程、时间标度、天体环境和天体场所,来说明恒星中核燃烧产生的能量及其对恒星结构和演化的影响,来认识致密天体的结构和性质。文章阐述了核天体物理研究的意义和现状,介绍了有关基本概念和天体网络模型所需的核物理输入量以及广泛应用的一些实验方法,同时扼要地分析了利用国内大科学装置开展核天体物理研究的可行性。最后对未来我国深地科学与工程实验室的建设前景做了展望。     

核天体物理实验研究

研究微观世界的核物理与研究宏观世界的天体物理自然融合形成了前沿交叉学科——核天体物理。核天体物理的主要研究目标是应用核物理的知识和规律来阐释宇宙演化进程中化学元素合成及演化过程、时间标度、天体环境和天体场所,来说明恒星中核燃烧产生的能量及其对恒星结构和演化的影响,来认识致密天体的结构和性质。文章阐述了核天体物理研究的意义和现状,介绍了有关基本概念和天体网络模型所需的核物理输入量以及广泛应用的一些实验方法,同时扼要地分析了利用国内大科学装置开展核天体物理研究的可行性。最后对未来我国深地科学与工程实验室的建设前景做了展望。     

原子核天体物理简介*

文章对原子核天体物理这一门重要交叉学科作了简单的介绍,并以一批获得诺贝尔物理奖的成果为线索,重点描述了大爆炸宇宙学、太阳中微子、恒星演化及其终点以及原子核物理与元素的起源等方面的进展与挑战。     

原子核天体物理简介

文章对原子核天体物理这一门重要交叉学科作了简单的介绍,并以一批获得诺贝尔物理奖的成果为线索,重点描述了大爆炸宇宙学、太阳中微子、恒星演化及其终点以及原子核物理与元素的起源等方面的进展与挑战。     

X射线脉冲星导航与相对论天体物理

介绍国内外正在研究中的X射线脉冲星自主导航的基本原理,及其与相对论天体物理的关系.     

实验室天体物理研究进展

近年来,随着高功率激光实验装置的广泛应用,成像技术和模拟分析技术水平的进一步提高,实验室天体物理研究取得了一些新的重要进展,如激光等离子体实验中对流等离子体磁场结构,冲击波中磁场的湍流放大效应,实验室模拟原恒星喷流中磁场的准直效应和太阳风与偶极磁场之间相互作用等方面的研究。这些研究加深了人们对原恒星以及Herbig—Haro天体喷流、超新星遗迹冲击波、地球磁层中磁场活动等天体物理现象的理解。文章对上述几个方向进行了介绍,并对未来研究方向做一些展望。     

强激光实验室天体物理介绍

实验室天体物理是交叉于高能量密度等离子体物理学与天体物理学之间的一个新的学科生长点。利用强激光装置可以在实验室创造与某些天体或天体周围相似的极端物理环境,这样的实验条件前所未有,且与天体物理中诸多重要的物理现象直接对应。通过近距、主动、参数可控的研究,实验室天体物理有助于解决目前天体物理和等离子体物理中的一些关键的、共性的问题,并有望取得突破性成果。针对近年来国内外在该领域取得的最新研究进展进行介绍,并就将来可能开展的研究方向进行展望。