三维离子成像技术研究里高密度德堡态NO分子产生的超低温等离子体空间结构及膨胀过程

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    11304311
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    26.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    A2101.原子分子结构、碰撞与谱学
  • 结题年份:
    2016
  • 批准年份:
    2013
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2014-01-01 至2016-12-31

项目摘要

The spontaneous ionization of dense Rydberg molecules in a molecule beam could form ultracold plasma. Ultracold plasma is one of the most promising methods to reach the strongly coupled regime, which is helpful for intense field physics, astrophysics and nuclear fusion as its possibility to create a controllable and detectable strongly coupled system. Experimental methods to prepare much denser and colder plasma and expand its lifetime are valuable for strongly coupled research, which together with ultracold plasma evolution dynamic process are important targets in this new field. We will study the preparation and detection methods of ultracold plasma in a supersonic molecule beam, and the possibility to inhibit its heating process by the use of Rydberg molecules. A novel movable time-sliced ion imaging technology will be used to monitor the 3D intensity distribution of ultracold plasma and its variation with delay time, and the expansion process will be studied by this novel method. The presence of anions slows the disorder induced heating and three body recombination, and finally slows the expansion velocity of UCP. However, the operation mechanisms of these heating process are distinct in principle, and their influence resulting from the presence of anions are different .luckily, the anions formation efficiency could be affected by the NO molecule density and the energy of excited photons, so we could research the effect mechanisms of these two heating processes through varying the anions quantity and percentage in UCP. With the assistance of molecular dynamics and thermodynamic model analysis, the result can be used to describe ultracold plasma heating and expansion mechanism. All the studies aim to offer experimental methods on strongly coupled ultracold plasma preparation and detection, and theoretical test and improvement, which could also be helpful for strongly coupled problems.
高密度低温里德堡态分子(原子)的自发演化可以形成超低温等离子体(Ultracold plasma,UCP),UCP 能模拟天体环境、热核聚变和反物质产生过程中的强耦合现象,为这些极端环境中的动力学过程研究提供帮助。研究UCP 的膨胀演化过程及影响因素,对维持等离子体的强耦合状态非常有利,进而有助于上述重大基础问题的研究。目前我们已搭建了一套在分子束中产生超低温等离子体的实验装置,并产生了具有一定耦合强度的超低温等离子体。本项目拟建立一种适用于分子束中高速运动的超低温等离子体的三维成像探测方法,研究超低温等离子体的空间结构及膨胀演化过程;通过调整UCP中负离子的产率,改变UCP中无序诱导加热和三体复合加热的作用速率及权重,结合理论建模工作,研究负离子影响超低温等离子体膨胀过程的规律。旨在探索超低温等离子体的内部结构及演化规律,验证并完善超低温等离子体的膨胀演化动力学理论。

结项摘要

高密度超低温里德堡态分子(原子)的自发演化可以形成超低温等离子体(Ultracold plasma,UCP),UCP 能模拟天体环境、热核聚变和反物质产生过程中的强耦合现象,为这些极端环境中的动力学过程研究提供帮助。研究UCP 的膨胀演化过程及影响因素,对维持等离子体的强耦合状态非常有利,进而有助于上述重大基础问题的研究。研究UCP中的带电粒子种类、构成及其产生机制,对于探索认识UCP的形成机理、初始状态进而研究UCP 的膨胀演化过程至关重要,本项目的主要目的就是通过研究UCP产生初期及一段时间内UCP中的带电粒子类型及相对浓度等,研究UCP的形成机理及演化膨胀过程。目前我们已搭建了一套在分子束中产生超低温等离子体的实验装置,并在不同的实验条件下产生了具有一定耦合强度的超低温等离子体。本项目设计并初步建立一种适用于分子束中高速运动的超低温等离子体的三维成像探测方法,研究超低温等离子体的空间结构及膨胀演化过程。我们在试验中通过改变激发光的波长,改变NO分子共振激发的中间能级,进而改变初始时刻电子的能量分布,获得了一定数量并且密度可以在一定程度控制的负离子,改变了UCP 中无序诱导加热(DIH)和三体复合(TBR)加热的作用速率及权重,结合理论建模工作,研究了负离子影响超低温等离子体膨胀过程的规律。本项目还研究了超低温等离子体中负离子的产生机制,综合分析前人理论实验工作的基础上,提出了超低温等离子体中一种新型的负离子产生机制—电子附着电离(dissociative electron attachment),对正负离子组成的超低温等离子体的扩散过程及其寿命进行了理论及实验分析,为超低温等离子体的膨胀演化动力学理论研究提供了支持。

项目成果

期刊论文数量(7)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(2)
专利数量(0)
Efficient generation of collimated frequency upconversion blue light in rubidium vapor
在铷蒸气中高效产生准直频率上转换蓝光
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    Chinese Optics Letters
  • 影响因子:
    3.5
  • 作者:
    He; Shan;Liu; Wanfa;Cai; Hongxing;Zhang; Xihe
  • 通讯作者:
    Xihe
H-2 Stimulated Raman Scattering in a Multi-pass Cell with a Herriott Configuration
具有 Herriott 配置的多通道池中的 H-2 受激拉曼散射
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    Chinese Physics Letters
  • 影响因子:
    3.5
  • 作者:
    Zhou Dong-Jian;Liu Jin-Bo;Guo Jing-Wei;Gui Lin
  • 通讯作者:
    Gui Lin
Ultracold Neutral Plasma Produced by One-Color Two-Photon Ionization in Supersonic Nitric Oxide Molecular Beam
超音速一氧化氮分子束中单色双光子电离产生超冷中性等离子体
  • DOI:
    10.1088/0256-307x/30/12/125201
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
    Chinese Physics Letters
  • 影响因子:
    3.5
  • 作者:
    Guo Jing-Wei;Zhou Can-Hua;Cai Hong-Xing;Cai Xiang-Long
  • 通讯作者:
    Cai Xiang-Long
Modulation of a double-line frequency up-conversion process in cesium vapor
铯蒸气中双线上变频过程的调制
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    Applied Physics B-Lasers and Optics
  • 影响因子:
    2.1
  • 作者:
    Tan; Yannan;Liu; Wanfa;Jin; Yuqi;Sang; Fengting
  • 通讯作者:
    Fengting
Phase-interfacial stimulated Raman scattering generated in strongly pumped water
强泵送水中产生的相界面受激拉曼散射
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    Optics Letters
  • 影响因子:
    3.6
  • 作者:
    Hu; Shu;Deng; Liezheng;Jin; Yuqi;Sang; Fengting
  • 通讯作者:
    Fengting

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其他文献

Energy-Transfer Kinetics for Xe (6p[1/2]0) Atoms in Kr, Ar, Ne, and He
Kr、Ar、Ne 和 He 中 Xe (6p[1/2]0) 原子的能量转移动力学
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
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  • 影响因子:
    2.9
  • 作者:
    何山;刘栋;李学杨;褚俊植;郭敬为;刘金波;胡墅;桑凤亭;金玉奇
  • 通讯作者:
    金玉奇
水田泥浆对农用纸膜黏附性影响的试验研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2011
  • 期刊:
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    --
  • 作者:
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    10.1021/acssuschemeng.2c03389
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
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  • 发表时间:
    --
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    吴志皇
他汀对未合并冠心病的高胆固醇血症患者血管内皮功能的影响
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  • 发表时间:
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    --
  • 作者:
    曾辉;毛节明;张素敏;米琳;于婕;王广;刘金波
  • 通讯作者:
    刘金波

其他文献

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化学氧碘激光器中单重态氧气液扩散及氧碘碰撞传能动力学研究
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  • 项目类别:
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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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