激光驱动强静磁场及其在带电束流输运与磁化高能量密度物理中的应用

我们探索了强大的激光-等离子体过程，以在线圈靶中产生数百$kA$的放电电流，从而产生超过$0.5\,kT$的静磁场(B场)。准静态电流由激光辐照表面的热电子喷射提供。根据我们定性描述放电电流演化的模型，主要控制参数是激光辐照度$I_{\mathrm{las}}\lambda_{\mathrm{las}}^2$。B场的时空演化通过高频带宽B-dot探针和质子偏转测量进行实验表征。这些纳秒尺度的磁脉冲持续时间足够长，可通过电阻扩散使次级靶磁化。我们将其应用于激光产生的相对论电子向固态介电靶输运的实验中，与未磁化输运条件相比，在$60\,\mathrm{\mu m}$深度处能量密度通量获得了前所未有的5倍增强。这些研究为磁化高能量密度物理研究奠定了基础，涉及激光产生的次级辐射和/或高能粒子源及其输运、高增益聚变能方案以及实验室天体物理。