两束高马赫数量子简并等离子体射流的碰撞
等离子体物理
2023-08-08 v1
摘要
两束高马赫数量子简并等离子体的碰撞是双锥点火（DCI）惯性约束聚变方案中最基本的组成部分之一，其中来自锥尖的两束高度压缩的等离子体射流发生碰撞，同时碰撞动能迅速转化为停滞等容等离子体的内能。由于碰撞等离子体射流的高密度与高马赫数效应，量子简并和动力学物理可能发挥重要作用，并对传统流体力学模型的预测提出挑战。本工作中，采用第一性原理动力学模拟与理论分析，研究了两束具有可观尺度（~1000 μm，~300 ps，~100 g/cc，~300 km/s）的高马赫数量子简并氘等离子体射流的碰撞过程。为实现高密度压缩，碰撞动压应显著高于量子简并所产生的压力。这意味着需要高碰撞马赫数。然而，当马赫数进一步提高时，我们惊讶地发现由于动力学效应，密度压缩呈下降趋势。因此，理论上存在实现最高密度压缩的最优碰撞速度。我们的结果将为 DCI 实验的基线设计提供有价值的建议，并可能与某些剧烈天体物理过程（如两颗白矮星的并合）相关。
引用
@article{arxiv.2308.03336,
title = {Colliding of two high Mach-number quantum degenerate plasma jets},
author = {W. B. Zhang and Y. H. Li and D. Wu and J. Zhang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2308.03336},
year = {2023}
}