О возможности исследования эффекта магнитного перезамыкания в лабораторном астрофизическом эксперименте по рентгеновским эмиссионным L-спектрам многозарядных ионов

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

В работе рассмотрено применение метода рентгеновской спектроскопии с высоким пространственным разрешением для исследования эффекта магнитного перезамыкания в лабораторных астрофизических экспериментах, проводимых на современных лазерных комплексах нано- и пико-секундной длительности при умеренных плотностях потока лазерного излучения на мишени <1018 Вт/см2. Приведен краткий обзор часто используемых схем для постановки эксперимента. Выполнены атомно-кинетические расчеты для спектров с L-оболочек Ne- и F-подобных ионов железа (Fe, Z = 26), которые демонстрируют высокую чувствительность спектров к изменению параметров плазмы. Проведен анализ области применимости различных диагностических подходов к оценке электронной температуры и плотности лазерной плазмы. Показано, что линии переходов в Ne-подобных ионах являются универсальным инструментом для измерения параметров плазмы как в области лазерного взаимодействия с мишенью, так и в зоне перезамыкания.

Об авторах

М. А. Алхимова

Учреждение Российской академии наук Объединенный институт высоких температур

Автор, ответственный за переписку.
Email: maryalkhimova@ihed.ras.ru
Россия, Москва

С. С. Макаров

Учреждение Российской академии наук Объединенный институт высоких температур

Email: maryalkhimova@ihed.ras.ru
Россия, Москва

И. Ю. Скобелев

Учреждение Российской академии наук Объединенный институт высоких температур

Email: maryalkhimova@ihed.ras.ru
Россия, Москва

С. Н. Рязанцев

Учреждение Российской академии наук Объединенный институт высоких температур

Email: maryalkhimova@ihed.ras.ru
Россия, Москва

Е. Д. Филиппов

Учреждение Российской академии наук Объединенный институт высоких температур

Email: maryalkhimova@ihed.ras.ru
Россия, Москва

Список литературы

  1. G. H. Miller, Opt. Eng. 43, 2841 (2004).
  2. N. Fleurot, C. Cavailler, J. L. Bourgade, Fusion Eng. Des. 74, 147–154 (2005).
  3. S. G. Garanin, F. A. Starikov, R. A. Shnyagin, Opt. Spectrosc. 114, 851–858 (2013).
  4. M. Yamada, R. Kulsrud, H. Ji, Rev. Mod. Phys. 82, 603–664 (2010).
  5. P. Helander, L.-G. Eriksson, F. Andersson, Plasma Phys. Control. Fusion. 44, B247–B262 (2002).
  6. J. T. Gosling, Space Sci. Rev. 172, 187–200 (2012).
  7. Somov B. V., Plasma Astrophysics, Part II: Reconnection and Flares (Springer, 2006).
  8. M. Bárta, M. Karlický, R. Žemlička, Sol. Phys. 253, 173–189 (2008).
  9. X. Cheng, J. Zhang, Y. Liu, M. D. Ding, Astrophys. J. 732, L25 (2011).
  10. X. Cheng, Y. Li, L. F. Wan, M. D. Ding, P. F. Chen, J. Zhang, J. J. Liu, Astrophys. J. 866, 64 (2018).
  11. P. Pagano, D. H. Mackay, S. Poedts, Astron. and Astrophys. 554, A77 (2013).
  12. J. Lin, Y. ‐K. Ko, L. Sui, J. C. Raymond, G. A. Stenborg, Y. Jiang, S. Zhao, S. Mancuso, Astrophys. J. 622, 1251–1264 (2005).
  13. L. K. S. Daldorff, J. E. Leake, J. A. Klimchuk, Astrophys. J. 927, 196 (2022).
  14. А.Retinò, D. Sundkvist, A. Vaivads, F. Mozer, M. André, C. J. Owen, Nat. Phys. 3, 235–238 (2007).
  15. P. Louarn, N. Andre, C. M. Jackman, S. Kasahara, E. A. Kronberg, M. F. Vogt, Space Sci. Rev. 187, 181–227 (2015).
  16. J. Varela, V. Réville, A. S. Brun, P. Zarka, F. Pantellini, Astron. and Astrophys. 616, A182 (2018).
  17. V. Semenov, S. Dyadechkin, B. Punsly, Science 80, 305, 978–980 (2004).
  18. Y. Lyubarsky, Astrophys. J. 897, 1 (2020).
  19. M. Lyutikov, Monthly Not. Roy. Astron. Soc. 346, 540–554 (2003).
  20. M. Hesse, P. A. Cassak, J. Geophys. Res. Sp. Phys., in press, doi: 10.1029/2018JA025935.
  21. C. T. Russell, M. A. Saunders, J. L. Phillips, J. A. Fedder, J. Geophys. Res. 91, 1417 (1986).
  22. O. Price, G. H. Jones, J. Morrill, M. Owens, K. Battams, H. Morgan, M. Drückmuller, S. Deiries, Icarus 319, 540–557 (2019).
  23. Л. В. Франк, А.Г., Артемьев, А.В., Зеленый, ЖЭТФ 150, 807–825 (2016).
  24. S. Y. Bogdanov, G. V. Dreǐden, V. S. Markov, G. V. Ostrov-skaya, A. G. Frank, Plasma Phys. Reports 32, 1034–1046 (2006).
  25. N. Katz, J. Egedal, W. Fox, A. Le, J. Bonde, A. Vrublevskis, Phys. Rev. Lett. 104, 255004 (2010).
  26. W. Fox, F. Sciortino, A. v. Stechow, J. Jara-Almonte, J. Yoo, H. Ji, M. Yamada, Phys. Rev. Lett. 118, 125002 (2017).
  27. J. D. Hare, L. Suttle, S. V. Lebedev, N. F. Loureiro, et L., Phys. Rev. Lett. 118, 085001 (2017).
  28. А.Ishizawa, R. Horiuchi, Phys. Rev. Lett. 95, 045003 (2005).
  29. M. Hesse, T. Neukirch, K. Schindler, M. Kuznetsova, S. Zenitani, Space Sci. Rev. 160, 3–23 (2011).
  30. S. V Bulanov, Plasma Phys. Control. Fusion. 59, 014029 (2017).
  31. K. Burdonov, A. Fazzini, V. Lelasseux, J. Albrecht, et al., Matter Radiat. Extrem. 6, doi: 10.1063/5.0065138 (2021).
  32. А. Г. Франк, Успехи физических наук. 53, 941–947 (2010).
  33. Y. H. Liu, P. Cassak, X. Li, M. Hesse, S. C. Lin, K. Genestreti, Commun. Phys. 2022 51, 5, 1–9 (2022).
  34. J. Qiu, W. Liu, N. Hill, M. Kazachenko, Astrophys. J. 725, 319–330 (2010).
  35. K. J. Trattner, J. S. Mulcock, S. M. Petrinec, S. A. Fuselier, Geophys. Res. Lett. 34, L03108 (2007).
  36. M. Yamada, J. Yoo, J. Jara-Almonte, H. Ji, R. M. Kulsrud, C. E. Myers, Nat. Commun. 5, doi: 10.1038/ncomms5774 (2014).
  37. É. Falize, C. Michaut, S. Bouquet, Astrophys. J. 730, 96 (2011).
  38. L. Willingale, P. M. Nilson, M. C. Kaluza, A. E. Dangor, et al., Phys. Plasmas. 17, doi: 10.1063/1.3377787 (2010).
  39. S. Bolaños, A. Sladkov, R. Smets, S. N. Chen, et al., J. Fuchs, Nat. Commun. 13, 6426 (2022).
  40. P. M. Nilson, L. Willingale, M. C. Kaluza, C. Kamperidis, et al., Phys. Rev. Lett. 97, 255001 (2006).
  41. B. K. F. Young, A. L. Osterheld, D. F. Price, R. Shepherd, et al., Rev. Sci. Instrum. 69, 4049–4053 (1998).
  42. W. Fox, A. Bhattacharjee, K. Germaschewski, Phys. Rev. Lett. 106, 215003 (2011).
  43. W. Fox, A. Bhattacharjee, K. Germaschewski, Phys. Plasmas. 19, doi: 10.1063/1.3694119 (2012).
  44. M. Øieroset, T. D. Phan, R. Ergun, N. Ahmadi, et al., Phys. Plasmas. 28, doi: 10.1063/5.0072182 (2021).
  45. D. I. Pontin, E. R. Priest Magnetic reconnection: MHD theory and modelling (Springer International Publishing; vol. 19, 2022).
  46. Y. Kuramitsu, T. Moritaka, Y. Sakawa, T. Morita, et al., Nat. Commun. 9, 5109 (2018).
  47. W. Liu, Q. Chen, V. Petrosian, Astrophys. J. 767, 168 (2013).
  48. G. Fiksel, W. Fox, A. Bhattacharjee, D. H. Barnak, P.- Y. Chang, K. Germaschewski, S. X. Hu, P. M. Nilson, Phys. Rev. Lett. 113, 105003 (2014).
  49. J. Zhong, Y. Li, X. Wang, J. Wang, Q. Dong, et al., Nat. Phys. 6, 984–987 (2010).
  50. W. Daughton, J. Scudder, H. Karimabadi, Phys. Plasmas. 13, doi: 10.1063/1.2218817 (2006).
  51. F. Ebrahimi, R. Raman, Phys. Rev. Lett. 114, 205003 (2015).
  52. K. Sakai, T. Moritaka, T. Morita, K. Tomita, et al., Sci. Rep. 12, 10921 (2022).
  53. Y. Kuramitsu, Y. Sakawa, J. N. Waugh, C. D. Gregory, T. Morita, S. Dono, H. Aoki, H. Tanji, B. Loupias, M. Koenig, N. Woolsey, H. Takabe, Astrophys. J. 707, L137–L141 (2009).
  54. P. M. Nilson, L. Willingale, M. C. Kaluza, C. Kamperidis, et al., Phys. Plasmas 15, doi: 10.1063/1.2966115 (2008).
  55. Q.-L. Dong, S.-J. Wang, Q.-M. Lu, C. Huang, et al., Phys. Rev. Lett. 108, 215001 (2012).
  56. C. K. Li, F. H. Séguin, J. A. Frenje, J. R. Rygg, R. D. Petrasso, R. P. J. Town, O. L. Landen, J. P. Knauer, V. A. Smalyuk, Phys. Rev. Lett. 99, 055001 (2007).
  57. X. X. Pei, J. Y. Zhong, Y. Sakawa, Z. Zhang, et al., Phys. Plasmas 23, doi: 10.1063/1.4944928 (2016).
  58. А.Chien, L. Gao, S. Zhang, H. Ji, E. G. Blackman, et al., Nat. Phys. 192, 19, 254–262 (2023).
  59. J. P. Geindre, P. Audebert, A. Rousse, J. C. Gauthier, A. Y. Faenov, T. A. Pikuz, S. A. Pikuz, T. A. Shelkovenko, Phys. Scr. 53, 645–647 (1996).
  60. А.Y. Faenov, S. A. Pikuz, A. I. Erko, B. A. Bryunetkin, et al., Phys. Scr. 50, 333–338 (1994).
  61. S. A. Pikuz, I. Y. Skobelev, M. A. Alkhimova, G. V. Pokrovskii, et al., JETP Lett. 105, 13–17 (2017).
  62. S. N. Ryazantsev, A. S. Martynenko, M. V Sedov, I. Y. Skobelev, et al., Plasma Phys. Control. Fusion. 64, 105016 (2022).
  63. M. A. Alkhimova, A. Y. Faenov, I. Y. Skobelev, T. A. Pikuz, et al., Opt. Express. 25, 29501 (2017).
  64. E. D. Filippov, K. F. Burdonov, T. A. Pikuz, I. Y. Skobelev, Symmetry (Basel) 14, 1–21 (2022).
  65. E. D. Filippov, S. S. Makarov, K. F. Burdonov, W. Yao, et al., Sci. Rep. 11, 8180 (2021).
  66. E. D. Filippov, M. Khan, A. Tentori, P. Gajdos, et al., Matter Radiat. Extrem. 8, 065602 (2023).
  67. V. M. Dyakin, A. I. Magunov, T. A. Pikuz, I. Y. Skobelev, A. Y. Faenov, J. Wolowski, E. Woryna, P. Parys, T. Pisarczyk, Quantum Electron. 25, 690–694 (1995).
  68. C. Y. Chien, J. C. Kieffer, O. Peyrusse, D. Gilles, M. Chaker, J. S. Coe, G. Mourou, Y. Beaudoin, Opt. Lett. 18, 1535 (1993).
  69. Z. Jiang, J. C. Kieffer, J. P. Matte, M. Chaker, O. Peyrusse, D. Gilles, G. Korn, A. Maksimchuk, S. Coe, G. Mourou, Phys. Plasmas 2, 1702–1711 (1995).
  70. V. A. Boiko, A. V. Vinogradov, S. A. Pikuz, I. Y. Skobelev, A. Y. Faenov, J. Sov. Laser Res. 6, 85–290 (1985).
  71. C. Kaur, S. Chaurasia, N. Singh, J. Pasley, S. Aggarwal, M. Mohan, Phys. Plasmas 26, doi: 10.1063/1.5051758 (2019).
  72. G. V. Brown, P. Beiersdorfer, D. A. Liedahl, K. Widmann, S. M. Kahn, E. J. Clothiaux, Astrophys. J. Suppl. Ser. 140, doi: 10.1086/339374 (2002).
  73. E. V. Marley, D. A. Liedahl, M. B. Schneider, R. F. Heeter, et al., Rev. Sci. Instrum. 89, 1–5 (2018).
  74. J. J. MacFarlane, I. E. Golovkin, P. R. Woodruff, D. R. Welch, B. V. Oliver, T. A. Melhorn, R. B. Campbell, T. A. Mehlhorn, R. B. Campbell Proc. Inert. Fusion Sci. Appl. (American Nucl. Soc. La Grange Park, IL, 1–4, 2003).
  75. E. D. Filippov, I. Y. Skobelev, G. Revet, S. N. Chen, B. Khiar, A. Ciardi, D. Khaghani, D. P. Higginson, S. A. Pikuz, J. Fuchs, Matter Radiat. Extrem. 4, doi: 10.1063/1.5124350 (2019).
  76. B. Khiar, G. Revet, A. Ciardi, K. Burdonov, et al., Phys. Rev. Lett. 123, 205001 (2019).

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2024

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».