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光子相干效应对等离子体辐射输运和不透明度的影响
结题报告
批准号:
11274382
项目类别:
面上项目
资助金额:
68.0 万元
负责人:
曾交龙
学科分类:
A2102.原子分子与光子相互作用
结题年份:
2016
批准年份:
2012
项目状态:
已结题
项目参与者:
张晚云、刘彦鹏、孙华洋、付永生、项文君
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中文摘要
随着实验技术的突破,温稠密、热稠密等离子体辐射输运和辐射不透明度研究日益成为物理学前沿领域课题。传统的辐射输运方程用比强度描述了辐射在等离子体中的传播,这对应直线传播的几何光学极限时的规律,对高于固体密度的稠密等离子体,会出现影响辐射输运和不透明度的新物理效应。稠密等离子体中谱线宽度很大,从而导致光子的相干长度变短,当光子相干长度大于其平均自由程但又可以比拟时,光子相干效应会影响光子在等离子体中的吸收,这时光子会表现出由海森堡不确定性关系和量子干涉等物理特性决定的量子性质,这些量子效应没有包括在传统辐射输运方程中。光子相干效应对辐射输运和不透明度影响的研究在惯性约束聚变和天体物理等领域很有意义,本项目在二次量子化理论框架内,研究光子相干效应对辐射输运的影响,进而研究对辐射不透明度的物理效应,利用光子的Wigner分布函数,建立光子输运的物理模型,研究光子相干引起的对光子吸收的物理效应。
英文摘要
With the development of experimental technology, the radiative transfer and radiative properties of warm and hot dense plasmas are cuurent research frontiers of physics. The conventional radiative transfer equation governs the evolution of the specific intensity (the radiative energy flux per unit frequency per unit solid angle), where the light is described by pointlike particles propagating along rays, i.e., geometrical optics limit. For plasmas with mass density higher than solid density, some new physical effects on the radiative transfer and opacity will appear. The high plasma density will result in a shorter coherence length for line radiation in plasmas. When cohernece length is comparable to the photons' mean free paths, a new absorption mechanism will arise due to nonclassical features of photons such as Heisenberg's uncertainty priciple and quantum interference. The researches on the coherence effects on the radiative transfer and opacity are useful in many fields such as inertial confinement fusion and astrophysics, yet no detailed investigations were found in the literature. This project investigates the coherence effects on the radiative processes and opacity of dense plasmas in the theoretical frame of atomic physics and the second quantization. The physical model of quantum transport will be developed according to the quantum Liouville equation based on the one-photon Wigner distribution function.
温稠密、热稠密等离子体辐射输运和辐射不透明度研究是物理学前沿领域课题,传统的辐射输运方程用比强度描述了辐射在等离子体中的传播,这对应直线传播的几何光学极限时的规律,对高于固体密度的稠密等离子体,会出现影响辐射输运和不透明度的新物理效应。稠密等离子体中谱线宽度很大,从而导致光子的相干长度变短,当光子相干长度大于其平均自由程但又可以比拟时,光子相干效应会影响光子在等离子体中的吸收,这时光子会表现出由海森堡不确定性关系和量子干涉等物理特性决定的量子性质,这些量子效应没有包括在传统辐射输运方程中。光子相干效应对辐射输运和不透明度影响的研究在惯性约束聚变和天体物理等领域很有意义。项目研究光子相干效应对辐射输运的影响;研究了耦合等离子体中辐射输运的规律,得到了超强x-射线辐射与固体密度物质相互作用产生的高度瞬态等离子体的吸收和发射特性;研究了相干x-射线激光引起的相干效应,以及相干效应对自发辐射率、吸收系数和受激发射率的影响。围绕这一中心课题,系统研究了稠密铝、铁等离子体的辐射不透明度,研究了惯性约束聚变和恒星内部混合物稠密等离子体的辐射特性,针对惯性约束聚变研究中重要的氘氚、铝、铁等混合物以及恒星内部氢、氦、氧、铁等混合物,研究混合物等离子体不透明度,得到了系统规律。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
DOI:10.1088/0953-4075/48/24/245201
发表时间:2015-10
期刊:Journal of Physics B-Atomic Molecular and Optical Physics
影响因子:1.6
作者:Chen, Z. B.;Zeng, J. L.
通讯作者:Zeng, J. L.
DOI:10.1103/physreva.92.012701
发表时间:2015-07
期刊:Physical Review A
影响因子:2.9
作者:Pengfei Liu;J. Zeng;A. Borovik;S. Schippers;A. Müller
通讯作者:Pengfei Liu;J. Zeng;A. Borovik;S. Schippers;A. Müller
DOI:10.1088/0953-4075/48/4/045202
发表时间:2015-02
期刊:Journal of Physics B-Atomic Molecular and Optical Physics
影响因子:1.6
作者:Chen, Z. B.;Zeng, J. L.;Dong, C. Z.
通讯作者:Dong, C. Z.
Single- and double-core-hole ion emission spectroscopy of transient neon plasmas produced by ultraintense x-ray laser pulses
超强 X 射线激光脉冲产生的瞬态氖等离子体的单核和双核离子发射光谱
DOI:10.1088/0953-4075/49/4/044001
发表时间:2016-01
期刊:J. Phys. B: At. Mol. Opt. Phys. 49 (2016) 044001
影响因子:--
作者:曾交龙
通讯作者:曾交龙
Auger decay and the direct double ionization probability of a 2p inner-shell hole in a singly charged Ar+ ion
单电荷 Ar 离子中 2p 内壳孔的俄歇衰变和直接双电离概率
DOI:10.1140/epjd/e2014-50124-5
发表时间:2014
期刊:EUROPEAN PHYSICAL JOURNAL D
影响因子:1.8
作者:Liu Pengfei;Liu Yanpeng;Zeng Jiaolong;Yuan Jianmin
通讯作者:Yuan Jianmin
电子与原子碰撞多电离过程的理论研究
冷星中Cu和Zn元素丰度NLTE效应的研究
用于纳米光刻的等离子体发射与吸收光谱
使用细致谱项模型研究中高Z等离子体的辐射不透明度
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