Speaker
Description
В последние годы лазеры стали неотъемлемым инструментом в лабораторной астрофизике, однако традиционно для генерации плазмы использовались в основном наносекундные лазерные импульсы. В данном докладе рассматривается новое направление, связанное с применением петаваттных фемтосекундных лазеров, таких как лазер PEARL. Сверхмощные лазеры позволяют генерировать плазму, обладающую уникальными свойствами. Так, при нагреве плазмы сверхмощными фемтосекундными импульсами возникают фракции горячих ускоренных электронов, а распределение плазмы после облучения сильно отличается от равновесного распределения, что способствует возникновению ряда кинетических эффектов. Например, в такой плазме может генерироваться вейбелевская филаментация, часто наблюдаемая в звездных арках и в корональных выбросах. Вейбелевская неустойчивость возникает, в частности, в плазме с анизотропной функцией распределения по скоростям и приводит к возмущению и образованию в плазме токовых магнитостатических структур. Неустойчивости вейбелевского типа рассматриваются как один их механизмов бесстолкновительной диссипации, необходимой для поддержания бесстолкновительных ударных волн, часто встречающихся в астрофизике и играющих важную роль в генерации космических лучей.
В экспериментах на лазере PEARL импульсами длительностью порядка 60 фс и интенсивностью 10^18 Вт/см² облучались твердотельные мишени. В результате в плазменном потоке, который расширялся в вакуум, возникала магнитная филаментация, связанная с неустойчивостью вейбелевского типа. Применение внешнего магнитного поля 15 Тл не влияло на возникновение филамент. Были проведены эксперименты с встречными плазменными потоками, которые продемонстрировали магнитную стагнацию плазмы и образование ударных структур. Результаты экспериментов подчеркивают потенциал применения фемтосекундных лазеров для изучения сложных процессов, происходящих в астрофизических системах, и открывают новые возможности для дальнейших исследований в этой области.
