科学家们已经使用一种常见的天气预报技术来深入了解强大的激光如何将大块固体材料变成称为等离子体的带电粒子汤。在新环境中使用这种经过时间考验的技术可以帮助研究人员在惯性约束聚变装置中进行重要测量,这是一种正在探索的利用聚变能量的方法。这一为太阳和恒星提供动力的过程可能是一种在地球上发电的绿色方式,而不会产生温室气体或长期放射性废物。 普林斯顿等离子体物理实验室的科学家测量了强激光撞击固体目标时产生的致密等离子体云。强烈的热量导致表面的原子蒸发并发出高能X射线。使用多普勒效应测量光速——这种现象导致救护车警报器在接近时音调升高,然后在它们离开时降低。气象学家依靠这种效应来测量雷暴的速度。 物理学家希望更好地了解致密等离子体,是因为致密等离子体是由惯性约束聚变设备产生的,这些设备包括劳伦斯利弗莫尔国家实验室的点火设施,去年产生的聚变功率超过了加热等离子体所需的能量。物理学家越能理解由此产生的致密等离子体的行为,这种等离子体的密度是环形磁性托卡马克内部等离子体的100亿倍,他们就越有可能更有效地产生聚变。 科学家们发现了致密等离子体云外层和内层之间存在屏障或鞘层的证据。这一观察结果表明,激光产生的致密等离子体的行为与密度较低的等离子体相似。这一发现标志着科学家首次使用多普勒技术测量非常稠密的等离子体。该实验是使用科罗拉多州立大学的高级极限光子激光器设施进行的。
激光发明于1960年,用于广泛的任务,包括手术、焊接和打印。激光——这个术语代表“受激辐射的光放大”——由所有具有相同频率的光线组成。此外,组成激光的光子粒子都在同一方向和方向上行进。随着激光变得越来越强大,人们越来越需要了解它们的基本特性。
该研究已发表于《物理评论快报》。 |