'n Tweedimensionele Doppler-spektrometer vang die bewegings van 'n hoë intensiteit, femtosekonde lasergeïnduseerde warm, digte plasma op verskillende plekke op 'n soliede oppervlak vas. Krediet: K. Jana en Amit Lad
Groot spronge in wetenskap en tegnologie is aangedryf deur onlangse vooruitgang in die sien van vinnig-ontwikkelende fisiese verskynsels, soos hulle gebeur. Femtosekonde-lasers van die infrarooi tot die X-straalgebied het ons in staat gestel om intyds te 'kyk' hoe atome in molekules en vaste stowwe dans op femtosekonde en pikosekonde tydskale. Kyk na sulke fassinerende bewegings nie net intyds nie, maar op die ruimtelike plekke waar dit gebeur, is 'n groter uitdaging.
Dit is juis hierdie vordering wat gemaak is deur 'n span navorsers by die Tata Institute of Fundamental Research, Mumbai, York Universiteit en die Rutherford Appleton Laboratories, VK. Hulle het 'n soliede oppervlak ontplof met 'n ultrahoë intensiteit (10^19 W/vk.cm), 25 femtosekonde-laserpuls (pomp) wat 'n warm, digte plasma geskep het en sy ultra-vinnige beweging gemonitor deur 'n swak tweede femtosekonde-puls (sonde) te reflekteer. . Die Doppler-verskuiwings in die golflengte wat deur die vinnig-ontwikkelende plasma op die gereflekteerde sondepuls opgelê word, gee die uitwaartse (blou skuif) en inwaartse (rooi skuif) bewegings van die plasma weg.
Die beweging van 'n warm, digte plasma wat op 'n soliede teikenoppervlak geskep word deur 'n ultrahoë intensiteit laser. Die fliek wys verskillende streke van 'n plasma wat op verskillende tye teen hoë spoed in en uit beweeg, heeltemal anders as die gewone verwagting van 'n ietwat eenvormige beweging. (Data is tussen gemete datapunte geïnterpoleer om die fliek ter illustrasie te maak.) Krediet: Ankit Dulat
Geen vorige studie het die beweging op die hele plasma-oppervlak - die 'dansvloer' - in 'n enkele eksperiment vasgevang nie. Hierdie span het femtosekonde-tydresolusie met mikrometerruimteresolusie gekoppel en sodoende die ultravinnige draaie en draaie van die plasma op verskillende dwarsliggings vasgelê.
Die eksperimente het 'n nuwe 2-D Doppler-monitor ontwerp met sestien onafhanklike, enkelskoot, hoë-resolusie-spektrometers wat almal deur die pomplaserpuls geaktiveer word en die oombliklike snelheid van die plasma op verskillende ruimtelike plekke vasvang. Hulle wys dat verskillende gedeeltes van die plasma op verskillende tye in en uit beweeg, in teenstelling met die gewone verwagting van 'n ietwat eenvormige beweging. Hierdie nuwe metode kan baie nuttig wees om die vloei van hitte en energie langs die oppervlak op te spoor en die groei van plasma-onstabiliteit dop te hou, baie belangrik vir die begrip van laserplasmawetenskap en om toepassings van hoë intensiteit, femtosekonde lasergedrewe laserplasma's in beeldvorming en vorentoe te stoot. laser samesmelting.
Verwysing: "Femtosekonde, tweedimensionele ruimtelike Doppler-kartering van ultraintense laser-vaste teikeninteraksie" deur Kamalesh Jana, Amit D. Lad, David West, Will Trickey, Chris Underwood, Yash M. Ved, APL Robinson, J. Pasley en G Ravindra Kumar, 9 Julie 2021, Fisiese Hersiening Navorsing.
DOI: 10.1103/PhysRevResearch.3.033034
