《用激光等离子体实验对天体物理动力学过程进行模拟的可行性》由会员分享，可在线阅读，更多相关《用激光等离子体实验对天体物理动力学过程进行模拟的可行性（7页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、研究快讯用激光等离子体实验对天体物理动力学过程 进行模拟的可行性研究!夏江帆张军张杰（中国科学院物理研究所光物理实验室， 北京!“#“）（$“! 年 $ 月 !$ 日收到）采用当前最先进的激光装置与物质相互作用， 可以获得与天体物理过程中相同或相似的条件， 并进而开展利用激光等离子体模拟天体物理现象的实验%然而， 激光等离子体为微米空间尺度、 纳秒存活时间， 而天体物理对象则为宇宙学的极大的时间与空间尺度， 对在物理上和实际操作上将这两种表面上存在巨大差异的物理过程对应起来从而利用激光等离子体研究天体物理过程的可能性进行了讨论， 特别是对利用国内的激光装置开展模拟实验的可行性进行了讨论%“国家
2、自然科学基金 （批准号： !/1 =2/1?3%“， 23%， A5B， $“! ! # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # #$“! /CDE%0CBF%=3G%为标度变换!我们必须认识到， 并不存在普适的变换规律， 不可能利用激光等离子体复制空间等离子体的所有细节； 其次， 一般说来， 标度变换主要是针对具有相同内部过程的等离子体进行的， 因此， 标度变换本身必须通过针对具体现象进行研究来
3、确定!例如， 对于可由磁流体动力学 （“#$） 方程或 %9#=!0 ? 198 +4=8 +A4=8 +“A9“:B9!C“:B加速度 7“( !199（9为地球表面重力加速度）19199!/(） ；（:） 激光实验 （! 7 +D(）EE 期夏江帆等： 用激光等离子体实验对天体物理动力学过程进行模拟的可行性研究!“#超新星遗迹的实验模拟冲击波 （!“） 动力学支配着 !#$ 的演化%从 !#喷出的快速扩散的喷流驱动的 !“ 向前进入周围介质， 同时喷流受积累物质的减速作用， 形成了一个反向的 !“%喷流与周围介质接触点即接触间断点， 出现流体动力学不稳定%!# 的喷流速度很快，约9848*
4、?= 口径&;“%“99“89 波长或发散角:A9!;#99BC;1/D#9可聚焦强度G “ H #9#9#9#8#9#如同利用强激光进行的大多数流体动力学实验一样， 利用国内现有激光装置研究天体物理动力学过程， 基本的要素是相同的$激光打靶、 产生喷流， 同时产生冲击波， 观察喷流与冲击波的相互作用$通过在真空中注入低压气体， 光电离与预电离等方式产生低温、 低密度无定向速率的环境等离子体可用于模拟星际介质； 激光!靶相互作用， 通过蒸发、 离化与膨胀扩张直接产生较高扩张速度的烧蚀等离子体可用于模拟 I2 爆发$此外， 激光等离子体冲击在靶内部形成冲击波后朝激光方向扩展的回流， 与烧蚀等离子
5、体相似， 密度更高， 速度略低的冲击等离子体可用于模拟 I2 爆发等天体物理喷流现象， 它与环境等离子体的相互作用正是 I2 的最佳模拟； 激光辐照固体靶， 向里传播的高压、 高加速度， 接近固体密度高加速度致密物质也可用于模拟 I2 及 . 不稳定性$ 由加速驱动的 . 不稳定性， 由冲击波引起的+F-J;)(1!K(=-L03 （K） 不稳定性在 I2 和 I2 的观 测与理论解释中起着十分重要的作用$ 而 . 不稳定性和 K 不稳定性是 456 研究的中心内容之一，从七十年代以来， 在内爆动力学的研究中由界面不稳定性导致的流体动力学混合是最关键的技术问题， 研究人员在激光聚变实验中对此进
6、行了大量研究， 积累了十分丰富的经验$在这方面的全部数据结果和实验技巧， 例如 M 射线的产生与探测、 光谱与干涉测量技术， 特别是与冲击波有关的实验与诊断，都可以在实验室天体物理得到应用$与 456 的研究途径类似， 激光实验模拟分为直接驱动与间接驱动两大类$最近台面超短脉冲激光与团簇相互作用的进展， 使得激光模拟天体物理出现了第三种途径： 超短脉冲激光驱动的团簇冲击波模拟$!“#直接驱动方案早期的 456 实验采取直接驱动方案“$ 利用C 期夏江帆等： 用激光等离子体实验对天体物理动力学过程进行模拟的可行性研究! “#$% “# 或 ? （, B,7C7）张杰， 物理， #“（!22） ，
7、 9A; #A“#D#E+5A#!9 D#6#“#5! “#“#D81%0L *# +,#， 8;55#52 D#6#“:4#;: +,? *# +,#， ? 9# 7*,*%#*= (“$%! G#“%K5 M#$?7K0; =#U#X7 *# +,#， 7%$*3%* $3 /$3+， (A 3*$C$3D!:3:， /$3+ ）（D7(7L7- !5 E7H:，454:7 +%0,+* +%1&+* $(7,(7 E01,-+%0, 0V B,+ （.&+,% 0C#!2354!:， 9:3:3） +,- +%0,+* F?WG7(#BE E01,-+%0, +,- +W%0,+* M78 I+C( D7C7+&( $N7(+* E01,-+%0,（MID$E）0V B,+（.&+,% 0#.!222:45:） #:!物理学报4: 卷
