La interacción de las fuentes de luz láser de alta potencia con la materia ha dado lugar a numerosas aplicaciones que incluyen: aceleración iónica rápida; generación intensa de rayos X, rayos gamma, positrones y neutrones; y fusión láser basada en ignición rápida. Estas aplicacionesrequieren una comprensión de la absorción de energía y la transferencia de impulso de los láseres de alta intensidad a las partículas de plasma.
Un grupo de investigadores japoneses liderados por la Universidad de Osaka ha propuesto que las sustancias calentadas con láseres de alta potencia producen un estado de plasma de presión ultra alta, comparable con las que se encuentran en los centros de las estrellas, y que la tensión superficial del plasma puede hacer retroceder la luzDado que los láseres con energías capaces de calentar material lo suficiente como para crear esta presión no habían estado disponibles hasta la fecha, el proceso no se había considerado. Su trabajo publicado en Comunicaciones de la naturaleza describe su teoría y simulaciones de apoyo.
"Comprender los estados extremos de alta presión creados por la luz láser que interactúa con los materiales es crucial para las aplicaciones basadas en láser", dice el coautor Yasuhiko Sentoku. "Nuestra teoría propone que la intensificación del plasma superficial por láser intenso, es decir, perforación de agujeros, esfinalmente se detuvo por la presión de plasma ultra alta, y aparece una nueva etapa de calentamiento por plasma ".
Derivaron la densidad límite para el orificio del agujero del láser, que corresponde a la densidad máxima de plasma que puede alcanzar la luz láser. Descubrieron que después de alcanzar el límite de densidad, el plasma superficial comienza a soplar hacia el láser, incluso si el láser irradia el plasmacontinuamente.
La teoría de los investigadores explica la transición al reventón en términos de una relación de equilibrio entre la presión de la luz láser y la del plasma de superficie. La teoría proporciona una guía para controlar la energía de los electrones que es importante para aplicaciones como la aceleración de iones ycreación de plasma par.
"También derivamos la escala de tiempo para la transición del taladrado del agujero al reventón, mostrando que nuestros hallazgos serán aplicables para experimentos con láser de varios picosegundos", dice el autor principal Natsumi Iwata. "Esperamos que nuestro trabajo proporcione una base para la aplicacióninvestigación centrada, por ejemplo, fusión nuclear iniciada por láser "
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Materiales proporcionado por Universidad de Osaka . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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