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.
现在存在XUV状态中的免费电子激光器 - Desy的闪光激光器。这是硬X射线(1 Angstrom)System XFEL的先驱,该系统应该在今年开始建设,并且英国投资了大量投资。这种来源的光谱亮度将比任何同步器大十个数量级,并具有彻底改变物理和生命科学领域的承诺。英国必须建立一个可行的用户基础来利用此类系统。牛津集团是英国的领先小组,使用Picsecond和飞秒X射线技术来研究各种问题。在这个项目中,我们建议使用从闪光电子激光器的短持续时间XUV辐射将固体密度物质加热到数万kelvin之前,然后才有时间扩展。因此,我们创建了一块薄的热,密集,材料,随后扩展。通过使用称为傅立叶域干涉法的光学技术来监视表面如何扩展,我们可以在热,密集,物质中获取有关原始压力的信息。这很重要,因为给定的能量密度的压力的理论模型的变化高达两个倍 - 这一事实是,离子之间的静电电势与其热能相当,因此对压力的计算极为困难。因此,这种温暖的密集物质很难建模,即使它与各种物理系统(例如巨型行星和惯性限制融合研究)具有很大相关。因此,这一领域的可靠实验数据非常可取。迄今为止,此类数据一直难以捉摸,因为在短时间内能够均匀加热物质的辐射源尚不存在。新一代的自由电子激光器可能会克服这些问题。

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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  • 发表时间:
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  • 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
  • 通讯作者:
    K. Shigemori
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  • 发表时间:
    2007
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    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
  • 通讯作者:
    Justin Wark
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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;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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使用毛细管组装微芯片 (43) 酶反应放大的一步高灵敏度夹心免疫分析
  • 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
キャピラリー-アセンブルド・マイクロチップ(39)多種の電解質乾燥固定キャピラリーを用いたマルチCIEF条件スクリーニング
毛细管组装微芯片 (39) 使用干固定毛细管和各种电解质进行多重 CIEF 条件筛选
  • 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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