耶拿弗里德里希·席勒大学 弗雷德里克·图伊杰(右
)和德国耶拿大学的托拜厄斯·黑尔克为激光等离子体源的研究做准备
学分:延斯·迈耶/耶拿大学 过去的十年以一系列显著的发现为标志，这些发现确定了宇宙是如何组成的
据了解，神秘物质暗物质占宇宙物质的85 %
宇宙中可观测的物质由电离粒子组成
因此，对电离物质及其与光的相互作用的深刻理解，可以导致对形成宇宙的各种关系的更深入理解
虽然电离物质或等离子体在实验室中相对容易产生，但研究它极具挑战性，因为能够捕捉电离状态和密度的方法实际上是不存在的
在《光科学与应用》杂志上发表的一篇新论文中，一组科学家利用飞秒相干紫外光和一个新的四维模型成功地直接观察到了高电离氪等离子体的形成和相互作用
八重电离氪离子作为激光介质 在他们的工作中，研究人员使用了激光等离子体放大器，该放大器使用八倍电离氪离子作为激光介质
然后，他们向等离子体发射一个相干的极紫外探测脉冲，当等离子体通过激光产生的等离子体柱传播时，该脉冲获取等离子体条件的特征
这种极紫外探测脉冲随后被一个特征明确的纳米尺度目标衍射分析
这种被称为相干衍射成像的方法允许以非常高的分辨率测量携带关于等离子体信息的探测脉冲的特性
“使用波长足够短的极紫外探测脉冲，使等离子体变得透明，以询问形成的等离子体是关键，”教授解释说
医生
加州大学伯克利分校的迈克尔·祖尔奇
意外发现 “令人惊讶的是，我们发现了一种在波导几何中意想不到的非平凡空间调制模式
使用一个改编的从头算理论来模拟等离子体-光在四维空间中的相互作用，我们可以发现与我们的实验数据非常一致
这使我们能够将观察到的信号归因于激光-等离子体相互作用中的强非线性行为，从而产生高度电离的氪等离子体，”祖尔奇解释道
该实验方法可以很容易地应用于其它相关场景，验证了用于模拟激光-等离子体相互作用和更一般的高电离等离子体形成的先进从头计算模型
这个发现的一个重要分支表明，你不能用光学技术制造任意电离的等离子体
“开发的模型将允许准确预测可实现的条件，并给人们带来希望，即通过适当的激光束整形可以创造非常明确的等离子体条件，”教授说
医生
耶拿大学的克里斯蒂安·斯皮尔曼
祖尔奇总结了这项工作的前景:“除了对激光-等离子体相互作用有更深刻的理解之外，我们的发现还对基于等离子体的x光光源或基于等离子体的聚变实验的升级产生了影响
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