- Код статьи
- S30346371S0367292125040046-1
- DOI
- 10.7868/S3034637125040046
- Тип публикации
- Статья
- Статус публикации
- Опубликовано
- Авторы
- Том/ Выпуск
- Том 51 / Номер выпуска 4
- Страницы
- 394-400
- Аннотация
- Представлены результаты численного моделирования методом “частиц в ячейке”, иллюстрирующие эволюцию параметров лазерной плазмы, формируемой при облучении стальных фольг толщиной 1–5 мкм фемтосекундными лазерными импульсами с интенсивностью ≥5×1021 Вт/см. Приведены аналитические оценки для анализа процесса диссипации энергии в фольге конечной толщины. Численные расчеты сравниваются с результатами недавнего эксперимента, в котором диагностика параметров плазмы осуществлялась методами рентгеновской спектроскопии. Результаты моделирования хорошо согласуются с экспериментом и подтверждают, что под действием высококонтрастных фемтосекундных лазерных импульсов ультрарелятивистской интенсивности может быть сформирован микроразмерный плазменный источник с плотностью энергии свыше 1 ГДж/см и временем жизни порядка 500 фс. Кроме того, расчеты демонстрируют возможность формирования, при тех же параметрах эксперимента, плазменного источника объемом ∼1 мкм с временем жизни ∼5 лазерных периодов и параметрами, близкими к условиям, реализующимся внутри Солнца: температурой ∼1–3 кэВ и плотностью энергии ≥10 ГДж/см (давление ≥100 ГБар).
- Ключевые слова
- ультрарелятивистская лазерная плазма рентгеновская спектроскопия PIC-моделирование высокие плотности энергии
- Дата публикации
- 28.04.2025
- Год выхода
- 2025
- Всего подписок
- 0
- Всего просмотров
- 13
Библиография
- 1. Fortov V.E. Extreme States of Matter High Energy Density Physics / Springer Series in Materials Science. Springer, 2016. https://link.springer.com/book/10.1007/978-3-319-18953-6
- 2. Belashchenko D.K., Ostrovskii O.I. // Russian J. Physical Chemistry A. 2011. V. 85. P. 967. https://doi.org/10.1134/S0036024411060094
- 3. Militzer B., Soubiran F., Wahl S.M., Hubbard W. // J. Geophys. Res.: Planets. 2016. V. 121. P. 1552. https://doi.org/10.1002/2016JE005080
- 4. Militzer B., Hubbard W.B., Vorberger J., Tamblyn I., Bonev S.A. // Astrophys. J. 2008. V. 688. P. L45. https://doi.org/10.1086/594364
- 5. Фортов В.Е. Уравнения состояния вещества. От идеального газа до кварк-глюонной плазмы. М: Физматлит, 2013.
- 6. Potekhin A.Y. // Uspekhi Fizicheskih Nauk. 2010. V. 180. P. 1279. https://doi.org/10.3367/UFNr.0180.201012c.1279
- 7. Colvin J. Extreme Physics. Cambridge University Press, 2013.
- 8. Levko D., Raja L.L. // Phys. Plasmas. 2018. V. 25. P. 013509.
- 9. Nora R., Theobald W., Betti R., Marshall F.J., Michel D.T., Seka W., Yaakobi B., Lafon M., Stoeckl C., Delettrez J. et al. // Phys. Rev. Lett. 2015. V. 114. P. 045001. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.114.045001
- 10. D¨oppelner T., Hinkel D.E., Jarrott L.C., Masse L., Ralph J.E., Benedetti L.R., Bachmann B., Cellers P.M., Casey D.T., Divol L. et al. // Phys. Plasmas. 2020. V. 27. P. 042701. https://doi.org/10.1063/1.5135921
- 11. Spaeth M.L., Manes K.R., Kalantar D.H., Miller P.E., Heebner J.E., Bliss E.S., Spec D.R., Parham T.G., Whitman P.K., Wegner P.J. et al. // Fusion Sci. Technol. 2016. V. 69. P. 25. https://doi.org/10.13182/FST15-144
- 12. Korzhimanov A.V., Sladkov A.D., Golubev S.V. // Bulletin Lebedev Physics Institute. 2023. V. 50. P. S884. https://doi.org/10.3103/S106833562320006X
- 13. Laso Garcia A., Yang L., Bouffetier V., Appel K., Baehtz C., Hagemann J., H¨oppner H., Humphries O., Kluge T., Mishchenko M. et al. // Nature Communications. 2024. V. 15. P. 7896. https://doi.org/10.1038/s41467-024-52232-6
- 14. Kraus B.F., Gao L., Hill K.W., Bitter M., Efthimion P.C., Gomez T.A., Moreau A., Hollinger R., Wang S., Song H., Rocca J.J., Mancini R.C. // Phys. Rev. Lett. 2021. V. 127. P. 205001. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.127.205001
- 15. Шелковенко С.А., Пикуз Т.А., Мишин С.А., Мингалеев A.P., Тиликин И.Н., Кнапп П.Ф., Кахилл А.Д., Хойт К.Л., Хаммер Д.А. // Физика Плазмы. 2012. Т. 38. С. 395.
- 16. Ong J.F., Ghenuche P., Turcu I.C.E., Edmond I.C., Pukhov A., Tanaka K.A. // Phys. Rev. E. 2023. V. 107. P. 065208. https://doi.org/10.1103/PhysRevE.107.065208
- 17. Beiersdorfer P. // Ann. Rev. Astron. Astrophys. 2003. V. 41. P. 343. https://doi.org/10.1146/annurev.astro.41.011802.094825
- 18. Oks E., Dalimier E., Faenov A.Y., Angelo P., Pikuz S.A., Tubman E., Butler N.M.H., Dance R.J., Pikuz T.A., Skobelev I.Yu. et al. // Optics Express. 2017. V. 25. P. 1958. https://doi.org/10.1364/OE.25.001958
- 19. Alkhimova M., Skobelev I., Pikuz T., Ryazantsev S., Sakaki H., Pirozhkov A.S., Esirkepov T.Zh., Sagisaka A., Dover N.P., Kondo K. et al. // Matter and Radiation at Extremes. 2024. V. 9. P. 067205. https://doi.org/10.1063/5.0212545
- 20. Tranchant V., Charpentier N., Van Box Som L., Ciardi A., Falize E. // Astrophys. J. 2022. V. 936. P. 14. https://doi.org/10.3847/1538-4357/ac81b8
- 21. Tahir N.A., Bagnoud V., Neumayer P., Piriz A.R., Piriz S.A. // Sci. Reps. 2023. V. 13. P. 1459. https://doi.org/10.1038/s41598-023-28709-7
- 22. Arber T.D., Bennett K., Brady C.S., Lawrence-Douglas A., Ramsay M.G., Sircombe N.J., Gillies P., Evans R.G., Schmitz H., Bell A.R., Ridgers C.P. // Plasma Phys. Controlled Fusion. 2015. V. 57. P. 113001. https://doi.org/10.1088/0741-3335/57/11/113001
