德国用超快激光产生铜等离子体
2026-05-07 16:07
来源:亥姆霍兹德累斯顿罗森多夫研究中心
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德国亥姆霍兹德累斯顿罗森多夫研究中心(HZDR)和欧洲XFEL的研究团队在位于舍内费尔德的HED-HiBEF实验站,结合X射线自由电子激光器和高强度光学激光器ReLaX,成功用超快激光将铜线转化为高温等离子体。这项实验为研究激光等离子体相互作用提供了新见解,并有望改进激光聚变诊断技术。

Laser turns copper wire into hot plasma

实验中,一束超短激光脉冲击中细铜线(厚度约为人发的七分之一),在微小区域产生极高能量密度,使铜线瞬间汽化并形成数百万度的高温等离子体。随后,研究人员利用欧洲XFEL产生的第二束X射线脉冲作为探测光,通过共振吸收测量高电荷Cu²²⁺离子的数量随时间的变化。结果显示,Cu²²⁺离子在2.5皮秒后达到峰值,约10皮秒内完全消失。计算机模拟表明,初始激光剥离的电子形成高能波,进而撞出更多电子,驱动了电离过程。HZDR的汤姆·考恩教授表示:“以前从未有人如此精确地研究过这种类型的电离。”该发现对理解激光等离子体中的能量输运至关重要,并为未来激光等离子体聚变反应堆的设计提供了关键数据。

出版详情:作者:Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf;标题:《This laser turns metal into a star-like plasma in trillionths of a second》;发表于:《Nature Communications》(2026);期刊信息: Nature Communications

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