High Energy Density Plasmas Generated and Probed with Fourth Generation Light Sources

使用第四代光源产生和探测高能量密度等离子体

基本信息

  • 批准号:
    EP/F020449/1
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 18.25万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    英国
  • 项目类别:
    Research Grant
  • 财政年份:
    2007
  • 资助国家:
    英国
  • 起止时间:
    2007 至 无数据
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Free electron lasers in the XUV regime now exist - the FLASH laser at DESY. This is the precursor to the hard x-ray (1 Angstrom) system XFEL, which should begin construction this year, and to which the UK has committed a significant investment. Such sources will have spectral brightnesses ten orders of magnitude greater than any synchrotron, and hold out the promise of revolutionizing many areas of the physical and life sciences. It is imperative that the UK build a viable user-base to exploit such systems. The Oxford group is the leading group in the UK using picosecond and femtosecond x-ray techniques to study a variety of problems. In this project we propose to use the short duration XUV radiation from the FLASH free electron laser to heat solid density matter to tens of thousands of Kelvin before it has time to expand. We thus create a thin slab of hot, dense, material, that subsequently expands. By monitoring how the surface expands by using an optical technique known as Fourier Domain Interferometry, we can obtain information about the original pressure in the hot, dense, matter. This is important, as theoretical models of the pressure, for a given energy density, vary by up to a factor of two - the fact that the electrostatic potential between the ions is comparable to their thermal energy makes calculations of the pressure extremely difficult. Such warm dense matter is thus hard to model, even though it is of great relevance to a variety of physical systems, such as the giant planets and inertial confinement fusion research. Therefore reliable experimental data in this area is highly desirable. To date, such data has been elusive, as radiation sources capable of heating matter uniformly in short timescales have not existed. The new generation of free electron lasers can potentially overcome these problems.
XUV领域的自由电子激光器现在已经存在-DESY的FLASH激光器。这是硬X射线(1埃)系统XFEL的前身,XFEL将于今年开始建设,英国已承诺对其进行重大投资。这种光源的光谱亮度将比任何同步加速器高出十个数量级,并有望在物理和生命科学的许多领域带来革命性的变化。英国必须建立一个可行的用户基础来利用这些系统。牛津小组是英国使用皮秒和飞秒X射线技术研究各种问题的领先小组。在这个项目中,我们建议使用来自FLASH自由电子激光器的短时间XUV辐射,在固体密度物质有时间膨胀之前将其加热到数万开尔文。这样,我们就创造出了一个热的、致密的材料薄板,随后它会膨胀。通过使用称为傅立叶域干涉术的光学技术来监测表面如何膨胀,我们可以获得有关热,致密物质中原始压力的信息。这一点很重要,因为对于给定的能量密度,压力的理论模型的变化高达两倍-离子之间的静电势与它们的热能相当的事实使得压力的计算非常困难。因此,这种温暖的致密物质很难建模,即使它与各种物理系统非常相关,例如巨行星和惯性约束聚变研究。因此,在这方面的可靠的实验数据是非常可取的。到目前为止,这种数据一直难以捉摸,因为能够在短时间内均匀加热物质的辐射源还不存在。新一代自由电子激光器有望克服这些问题。

项目成果

期刊论文数量(10)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Perspective for high energy density studies on x-ray FELs
  • DOI:
    10.1117/12.825349
  • 发表时间:
    2009-08
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    R. Lee;B. Nagler;U. Zastrau;R. Fäustlin;S. Vinko;T. Whitcher;R. Sobierajski;J. Krzywiński;L. Juha;A. Nelson;S. Bajt;K. Budil;R. Cauble;T. Bornath;T. Burian;J. Chalupský;H. Chapman;J. Cihelka;T. Döppner;T. Dzelzainis;S. Düsterer;M. Fajardo;E. Förster;C. Fortmann;S. Glenzer;S. Göde;G. Gregori;V. Hájková;P. Heimann;M. Jurek;F. Khattak;A. Khorsand;D. Klinger;M. Kozlová;T. Laarmann;H.J. Lee;K. Meiwes-Broer;P. Mercère;W. Murphy;A. Przystawik;R. Redmer;H. Reinholz;D. Riley;G. Röpke;K. Saksl;R. Thiele;J. Tiggesbäumker;S. Toleikis;T. Tschentscher;I. Uschmann;R. Falcone;R. Shepherd;J. Hastings;W. White;J. Wark
  • 通讯作者:
    R. Lee;B. Nagler;U. Zastrau;R. Fäustlin;S. Vinko;T. Whitcher;R. Sobierajski;J. Krzywiński;L. Juha;A. Nelson;S. Bajt;K. Budil;R. Cauble;T. Bornath;T. Burian;J. Chalupský;H. Chapman;J. Cihelka;T. Döppner;T. Dzelzainis;S. Düsterer;M. Fajardo;E. Förster;C. Fortmann;S. Glenzer;S. Göde;G. Gregori;V. Hájková;P. Heimann;M. Jurek;F. Khattak;A. Khorsand;D. Klinger;M. Kozlová;T. Laarmann;H.J. Lee;K. Meiwes-Broer;P. Mercère;W. Murphy;A. Przystawik;R. Redmer;H. Reinholz;D. Riley;G. Röpke;K. Saksl;R. Thiele;J. Tiggesbäumker;S. Toleikis;T. Tschentscher;I. Uschmann;R. Falcone;R. Shepherd;J. Hastings;W. White;J. Wark
Plasma emission spectroscopy of solids irradiated by intense XUV pulses from a free electron laser
自由电子激光器强 XUV 脉冲照射固体的等离子体发射光谱
  • DOI:
    10.1016/j.hedp.2009.05.017
  • 发表时间:
    2010
  • 期刊:
  • 影响因子:
    1.6
  • 作者:
    Dzelzainis T
  • 通讯作者:
    Dzelzainis T
Optical emission spectroscopy of various materials irradiated by soft x-ray free-electron laser
软X射线自由电子激光照射下各种材料的发射光谱
  • DOI:
    10.1117/12.822766
  • 发表时间:
    2009
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Cihelka J
  • 通讯作者:
    Cihelka J
X-Ray Lasers 2008
X 射线激光器 2008
  • DOI:
    10.1007/978-1-4020-9924-3_65
  • 发表时间:
    2009
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Dzelzainis T
  • 通讯作者:
    Dzelzainis T
Detailed model for hot-dense aluminum plasmas generated by an x-ray free electron laser
  • DOI:
    10.1063/1.4942540
  • 发表时间:
    2016-02-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
    2.2
  • 作者:
    Ciricosta, O.;Vinko, S. M.;Wark, J. S.
  • 通讯作者:
    Wark, J. S.
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High Energy Density Science Experiments with intense laser at ILE, Osaka University(招待講演)
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    重森啓介;大谷一人;城下明之;弘中陽一郎;門野敏彦;佐野孝好;中井光男;疇地 宏;三間圀興;尾崎典雅;宮西宏併;遠藤 恭;木村友亮;兒玉了祐;清水克哉;境家達弘;高橋英樹;近藤 忠;入舩徹男;土屋卓久;生駒大洋;岩本晃史;奥地拓生;大野宗祐;杉田精司;関根康人;松井孝典;荒川政彦;中村昭子;Justin Wark;T.G.Henares・久本秀明・他2名;K. Shigemori
  • 通讯作者:
    K. Shigemori
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  • 发表时间:
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  • 作者:
    重森啓介;一之瀬大吾;入舩徹男A;大谷一人;疇地宏;境家達弘;三間圀興;尾崎典雅;兒玉了祐;Bruce Remington;Jim Hawreliak;Justin Wark
  • 通讯作者:
    Justin Wark
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  • 发表时间:
    2009
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    重森啓介;大谷一人;城下明之;弘中陽一郎;門野敏彦;佐野孝好;中井光男;疇地 宏;三間圀興;尾崎典雅;宮西宏併;遠藤 恭;木村友亮;兒玉了祐;清水克哉;境家達弘;高橋英樹;近藤 忠;入舩徹男;土屋卓久;生駒大洋;岩本晃史;奥地拓生;大野宗祐;杉田精司;関根康人;松井孝典;荒川政彦;中村昭子;Justin Wark;T.G.Henares・久本秀明・他2名;K. Shigemori;片岡正輝・久本秀明・他2名
  • 通讯作者:
    片岡正輝・久本秀明・他2名
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  • DOI:
  • 发表时间:
    2009
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    重森啓介;大谷一人;城下明之;弘中陽一郎;門野敏彦;佐野孝好;中井光男;疇地 宏;三間圀興;尾崎典雅;宮西宏併;遠藤 恭;木村友亮;兒玉了祐;清水克哉;境家達弘;高橋英樹;近藤 忠;入舩徹男;土屋卓久;生駒大洋;岩本晃史;奥地拓生;大野宗祐;杉田精司;関根康人;松井孝典;荒川政彦;中村昭子;Justin Wark;T.G.Henares・久本秀明・他2名
  • 通讯作者:
    T.G.Henares・久本秀明・他2名
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  • DOI:
  • 发表时间:
    2008
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    重森啓介;一之瀬大吾;入舩徹男A;大谷一人;疇地宏;境家達弘;三間圀興;尾崎典雅;兒玉了祐;Bruce Remington;Jim Hawreliak;Justin Wark;片岡正輝・久本秀明 他2 名
  • 通讯作者:
    片岡正輝・久本秀明 他2 名

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知道了