大阪大学
图1
微管内爆示意图
由于激光产生的具有兆电子伏特能量的热电子，内壁表面的冷离子向中心轴内爆
通过预先注入千特斯拉量级的均匀磁场，洛伦兹力引起内爆离子和电子的拉莫尔回转运动
由于相对论性带电粒子围绕中心轴的集体运动，产生了几十纳米大小的大约peta-ampere/cm2的强自旋电流，产生了兆电子级磁场
功劳:村上春树 最近，大阪大学的一个研究小组通过对激光-物质相互作用的三维粒子模拟，成功地证明了兆电子级磁场的产生
磁流变磁场的强度比地磁强10-100亿倍(0
3–0
这些场预计只能在诸如中子星或黑洞等天体附近观察到
这一结果将有助于在实验室实现MT级磁场的雄心勃勃的实验，该实验目前正在进行中
自19世纪以来，科学家们一直努力在实验室里实现最高的磁场
迄今为止，在实验室观察到的最高磁场在千特斯拉(kT)量级
2020年，大阪大学村上正胜提出了一种新的方案，称为微管内爆(MTI)，以产生MT级的超高磁场
用超强和超短激光脉冲照射微米大小的空心圆柱体会产生速度接近光速的热电子
这些热电子向中心轴发射内壁离子的圆柱对称内爆
由于洛伦兹力，施加的平行于中心轴的千特斯拉级预种子磁场使离子和电子的轨迹向相反方向弯曲
在目标轴附近，那些弯曲的离子和电子轨迹共同形成一个强自旋电流，产生MT级磁场
在这项研究中，团队成员之一迪达·肖科夫在大阪大学网络媒体中心使用超级计算机章鱼进行了广泛的三维模拟
结果，已经发现了与通过MTI产生磁场的性能以及诸如所施加的激光强度、激光能量和目标尺寸等外部参数相关联的明显的标度律
图2
分别在t∞200 fs下观察到的归一化离子密度ni/ni0和磁场Bz的z分量的透视图，这是通过3D EPOCH模拟获得的
中心放置一个尺寸为14微米× 14微米× 14微米的立方铝靶，该靶有一个半径为R0 = 5微米的圆柱形空腔和一个与z轴重叠的轴
平行于z轴的种子磁场B0 = 6 kT均匀地设置在整个磁畴上
平行于z轴的目标的四个面通常同时被均匀的激光脉冲照射，其特征在于λL = 0
8微米，IL = 3×1021 Wcm 2，τL =50fs
作者:村上春树等
，高功率激光科学与工程 “我们的模拟显示，超高百万吨级的磁场，被认为是不可能在地球上实现的，可以用今天的激光技术来实现
村上说:“目标中磁场的标度律和详细的时间行为预计将有助于大阪大学激光工程研究所使用Peta-wa tt激光系统‘LFEX’进行的实验室实验，这些实验目前正在进行中。”
来源：由phyica.com整理转载自PH，转载请保留出处和链接！
