利用焦耳级短脉冲激光辐照实现细丝的柱面压缩
等离子体物理
2024-02-13 v1
摘要
目前，在木星或恒星条件下的状态方程测量是通过由数千焦耳多束纳秒激光驱动的动态冲击压缩进行的。这些实验需要对靶进行精确设计，并对激光的时空分布进行特定裁剪以达到最高压力。同时，这些研究受到激光低重复率的限制。在此，我们表明，通过用单束焦耳级短脉冲激光辐照细丝，可产生会聚柱面冲击波，将细丝材料压缩至与上述应用相关的条件。采用硬X射线自由电子激光的相位衬度成像观察了该冲击波，具有前所未有的时间和空间灵敏度。针对Cu丝收集的数据与由细丝表面高度脉冲式且瞬态的电阻加热引发的烧蚀冲击的流体动力学模拟相一致。随后的柱面冲击波向细丝轴线传播，预计将达到9倍的压缩因子和超过800 Mbar的压力。对天体物理相关材料的模拟突显了这种压缩技术作为高重复率高能量密度研究新工具的潜力。
引用
@article{arxiv.2402.06983,
title = {Cylindrical compression of thin wires by irradiation with a Joule-class short pulse laser},
author = {Alejandro Laso Garcia and Long Yang and Victorien Bouffetier and Karen Apple and Carsten Baehtz and Johannes Hagemann and Hauke Höppner and Oliver Humphries and Mikhail Mishchenko and Motoaki Nakatsutsumi and Alexander Pelka and Thomas R. Preston and Lisa Randolph and Ulf Zastrau and Thomas E. Cowan and Lingen Huang and Toma Toncian},
journal= {arXiv preprint arXiv:2402.06983},
year = {2024}
}