强激光等离子体相互作用产生超强磁场及对粒子加速的影响

来源 :第十五届全国物理力学学术会议 | 被引量 : 0次 | 上传用户:chuanguowuhen
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  极高强度的脉冲磁场为科学研究者提供了前所未有的工具,可用来研究一系列科学难题,如极高磁场下物质的行为和固体的量子相变等,是通向发现之旅的一种手段,强磁场在聚变物理、原子核物理、天体物理、材料科学、化学、生物学以及测量新技术等方面都有着重要的应用。强激光等离子体相互作用可在等离子体中驱动强度高达102-103 T的超强磁场,该磁场远高于实验室强磁场装置获得的100 T的磁场强度。错误!未找到引用源。基于强激光-靶相互作用物理产生超强磁场对热传导、电导率、激光传输、粒子束和X射线产生等物理过程必将产生重要影响,在实验室天体物理、激光聚变物理、激光加速器物理、新型诊断源和高能量密度物理等方面都有着重要的应用,成为近几年强激光技术的重要应用之一。实验室获得的巨磁场为惯性约束聚变、高能量密度物理提供了新的思路和改进措施,超强磁场可对激光惯性约束聚变中的激光等离子体相互作用物理和内爆物理进行优化,有可能改善等离子体状态,有望降低点火能量阈值,提高聚变增益。本报告将评述强激光等离子体相互作用产生超强磁场的物理机理、国内外最新进展以及强磁场在激光聚变中的潜在应用等。还将介绍外加纵向超强磁场情况下,激光与靶相互作用的最新进展。电磁波在磁化等离子体中的色散关系表明,当外加磁场与激光磁场强度处在同一量级的情况时,右旋激光在等离子体中不存在截止密度。二维粒子模拟结果表明,外加纵向磁场情况下,右旋激光与锥靶相互作用得到的激光到电子能量的转化效率、电子能量、高能电子产额及电子的准直性远远高于左旋园偏振激光及不加磁场的情况,随着外加磁场的增大,电子对右旋圆偏振激光的能量吸收率逐渐增强。在电子束品质得到改善后,如果在靶后粘贴氢等离子体,二维粒子模拟结果表明,靶后形成的鞘场强度更高、轴向更局域、横向更均匀,更有利于加速质子;质子的能量更高、产量更高、准直性更强。
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