驱动磁重联实验中的等离子体团形成与强辐射冷却

我们展示了首次对强辐射冷却磁重联进行实验研究的结果。由 Z 机器（$I_{max} = 20 \, \text{MA}$，$t_{\text{rise}} = 300 \, \text{ns}$）同时驱动的两个爆炸铝丝阵列，产生了一个辐射冷却的重联层（$S_L \approx 120$），其中总冷却速率超过了流体动力学输运速率（$\tau_{\text{hydro}}/\tau_{\text{cool}} > 100$）。使用滤波二极管（$>1$ keV）对重联层 X 射线发射的测量显示，在电流开始后 220 ns 出现一个窄的（50 ns 半高宽）发射爆发，这与重联层的形成和随后的快速冷却一致。重联层的时间门控 X 射线图像显示层内有快速移动（高达 50 km/s）的热点，这与三维电阻磁流体动力学模拟中观察到的等离子体团的存在一致。X 射线光谱显示，这些热点在冷却开始前产生了大部分的 Al K-壳层发射（约 1.6 keV），并表现出 170 eV 的温度，远高于等离子体流入和重联层其余部分的温度。