【摘 要】
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利用超强皮秒激光脉冲与固体-气体复合靶作用,在实验上获得了速度达到0.02倍光速(0.02c)的无碰撞冲击波.实验中超强皮秒激光首先与铜固体靶前表面作用加热固体靶,随后固
【机 构】
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中国工程物理研究院激光聚变研究中心
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利用超强皮秒激光脉冲与固体-气体复合靶作用,在实验上获得了速度达到0.02倍光速(0.02c)的无碰撞冲击波.实验中超强皮秒激光首先与铜固体靶前表面作用加热固体靶,随后固体靶靶背发生膨胀产生高速等离子体射流进入高密度氦气,驱动起超高速无碰撞冲击波.实验中利用另一束超强飞秒激光产生质子束对无碰撞冲击波照相,获得了无碰撞冲击波的静电场图像.对图像的细致分析表明实验获得了速度为0.02c的无碰撞冲击波.另外,在固体靶靶背放置有汤姆逊离子谱仪,并同时记录到具有准单能能谱结构的高能氦离子.利用无碰撞冲击波离子加速模型,通过准单能氦离子能量反推出无碰撞冲击波速度为0.02c,与质子照相结果一致.进一步的粒子模拟和理论分析得到无碰撞冲击波速度与激光功率密度和复合靶密度的定标关系,定标关系表明利用功率密度为1020 W/cm2的激光脉冲可以产生0.1c的无碰撞冲击波.这种超高速的无碰撞冲击波为实验室条件下研究高能宇宙射线的产生提供了可能.
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