science >> Wetenschap >  >> Fysica

Schokfront gesondeerd door protonen

Een schokfront wordt meestal beschouwd als een eenvoudige discontinuïteit in dichtheid of druk. Maar in sterk geschokte gassen, de atomen worden geïoniseerd tot elektronen en ionen. Het grote verschil in de elektronendruk over het schokfront kan een sterk elektrisch veld genereren.

In experimentele campagnes met behulp van de OMEGA EP-laser in het Laboratory for Laser Energetics (LLE) aan de Universiteit van Rochester, Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL), Onderzoekers van de University of California San Diego (UCSD) en het Massachusetts Institute of Technology (MIT) maakten röntgenfoto's van het schokfront, vergelijkbaar met de röntgenradiologie in ziekenhuizen met protonen in plaats van röntgenstralen.

Protonen zijn geladen deeltjes die kunnen worden afgebogen door een elektrisch veld. Daarom, het detecteren van de veranderingen in hun banen zal informatie verschaffen over het elektrische veld. "Onze protonensonde is breedband, " zei Rui Hua, een afgestudeerde student aan UCSD en de eerste auteur van het artikel gepubliceerd in Applied Physical Letters. "Door energieafhankelijke doorbuigingen te meten, kunnen we de elektrische potentiaal en de potentiaalbreedte kwantitatief bestuderen." Het team publiceerde ook een paper in Beoordeling van wetenschappelijke instrumenten eerder dit jaar om dit platform te beschrijven.

Het team observeerde een elektrisch veld van ongeveer 800 miljoen volt per meter. "Een analytisch model komt heel goed overeen met onze gegevens, " zei Yuan Ping, LLNL co-auteur en campagneleider. "Dus we hoeven niet te vertrouwen op hydrodynamische codes om de gegevens te interpreteren."

Het team is van plan meer schoten uit te voeren met schokken bij hogere druk, en ook in convergente geometrie om de omstandigheden in de capsule-implosie voor ICF te simuleren. "Dit is een perfect voorbeeld van samenwerking tussen het Lab en de academische wereld, " zei Farhat Beg, directeur van het Centrum voor Energieonderzoek bij UCSD.

Het onderzoek van het team is beschikbaar op: Toegepaste fysieke letters .