基于时分辨共挃X射线吸收与发射探测固密度等离子体中超快加热与电离动力学
等离子体物理
2026-04-08 v2
摘要
加热和电离是相对激光-固体相互作用中最基本的过程之一，但其时空演化仍然具有挑战性。本文利用X射线自由电子激光在亚皮秒时间分辨共挃X射线发射光谱和吸收成像中提供的极端光谱亮度，对高强度激光与导线靶标的相互作用进行详细诊断。将实验结果与基于原子碰撞-辐射模型、粒子-光子仿真以及磁水动力学代码的综合模拟进行比较，以阐明其中的基本物理。这些多尺度仿真揭示了基本等离子体参数对常用模型（如温度和电离深度）的极其敏感性，这些模型可以通过纳入激光空间轮廓、前等离子体条件和碰撞过程的详细考量来加以约束。这些结果为揭示高能密度制度下加热和电离动力学提供了新的见解，既作为访问理论上具有挑战性条件的实验平台，也作为改进高功率激光-等离子体相互作用模型的基准。
引用
@article{arxiv.2508.10627,
title = {Probing ultrafast heating and ionization dynamics in solid density plasmas with time-resolved resonant X-ray absorption and emission},
author = {Lingen Huang and Mikhail Mishchenko and Michal Šmíd and Oliver Humphries and Thomas R. Preston and Xiayun Pan and Long Yang and Johannes Hagemann and Thea Engler and Yangzhe Cui and Thomas Kluge and Carsten Baehtz and Erik Brambrink and Alejandro Laso Garcia and Sebastian Göde and Christian Gutt and Mohamed Hassan and Hauke Höppner and Michaela Kozlova and Josefine Metzkes-Ng and Masruri Masruri and Motoaki Nakatsutsumi and Masato Ota and Özgül Öztürk and Alexander Pelka and Irene Prencipe and Lisa Randolph and Martin Rehwald and Hans-Peter Schlenvoigt and Ulrich Schramm and Jan-Patrick Schwinkendorf and Monika Toncian and Toma Toncian and Jan Vorberger and Karl Zeil and Ulf Zastrau and Thomas E. Cowan},
journal= {arXiv preprint arXiv:2508.10627},
year = {2026}
}