韦贝尔不稳定性在激光驱动单羽流烧蚀中产生大尺度磁场

我们利用第一性原理动力学模拟研究激光驱动箔片和黑腔中相关膨胀烧蚀等离子体里的磁场产生过程。除比ermann电池（Biermann battery）生成的磁场外，发现在单膨胀等离子体羽流的日冕区生长出强丝状磁丝；在足够大的聚焦半径下，此类磁丝被观察到主导比ermann磁场，在国家点火装置（National Ignition Facility）类驱动条件下达到约 100 T 的饱和值。这些丝状场源于离子韦贝尔（Weibel）不稳定性，由烧蚀离子与稀疏背景群体之间的相对逆流驱动，后者可能是黑腔中气体预填充或激光预脉冲所致。离子韦贝尔不稳定性在包含碰撞时依然稳健，在 100 ps 时间尺度上生长，波长在 100-250 $\mu$m 量级，且跨越宽广的背景群体密度范围；该不稳定性还引起相干密度振荡。这些结果对惯性约束聚变实验尤为有意义，因为此类场与密度扰动会改变热输运以及激光传播与吸收。