圆偏振激光在强磁化高密度等离子体中的传输和能量吸收

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    11675245
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    60.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    A2905.惯性约束等离子体
  • 结题年份:
    2020
  • 批准年份:
    2016
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2017-01-01 至2020-12-31

项目摘要

Early studies on laser and magnetized plasma interaction focus on B < 1 (B = wc / w is the normalized external magnetic field. wc and w are the electron cyclotron frequency and the laser frequency). Transmission and absorption of the laser are limited to the cutoff density. In recent years the development of technology has made strong magnetic field B> 1 available and observed in recent experiments. Under action of such strong magnetic field, there is no cutoff density for a right-handed circularly polarized laser. It can propagate in any high-density plasma until the energy completely deposit. Therefore, B>1 will change the behavior of right-handed circularly polarized laser. In this project, we intends to build a theoretical model of laser and strong magnetic high density plasma interaction, with numerical simulation method, focusing on (B>1) (1) The non-relativistic pulse propagation in the strongly magnetized high-density plasma. Obtain the laser pulse energy conversion efficiency to the plasma; (2) Extend to relativistic laser pulses, study the laser energy deposition and high-energy particle beam production. (3) Transportation of high-quality electron beam in a strongly magnetized high-density plasma. The new physical phenomena studied in this project will provide new ideas for laser fusion ignition.
早期的激光与磁化等离子体相互作用研究集中在B<1的范畴(B=wc/w为归一化的外加磁场强度。wc和w为电子回旋频率和激光频率),激光的传输与吸收局限在截止密度以下的区域。近年来强磁场技术的发展使B>1的磁场成为可能并在近期实验中观测到。在这样的强磁场作用下,右旋圆偏振光不再有截止密度,它可以在任意高密度的等离子体中传输直至能量完全沉积。因此,B>1的超强磁场将使右旋圆偏振激光在等离子体中的行为发生根本变化。鉴于此,本项目拟建立激光与强磁化高密度等离子体相互作用的理论模型,结合数值模拟的方法,针对B>1的情况,重点研究(1)非相对论长脉冲在强磁化高密度等离子体中的传输机制。获得激光脉冲能量到等离子体的转换效率;(2)拓展到相对论激光,研究激光脉冲的能量沉积及高能粒子束的产生。(3)高质量电子束在强磁化高密度等离子体中的传输及加热机制。本项目研究的全新的物理现象将为激光聚变点火提供新的思路。

结项摘要

早期的激光与磁化等离子体相互作用研究集中在B<1的范畴(B=Wc/W为归一化的外加磁场强度。Wc和W为电子回旋频率和激光频率),激光的传输与吸收局限在截止密度以下的区域。近年来强磁场技术的发展使B>1的磁场成为可能并在近期实验中观测到。在这样的强磁场作用下,许多物理现象和机制会发生改变。基于此,本项目提出了激光与强磁化高密度等离子体相互作用的理论模型,结合数值模拟的方法,针对B>1的情况,重点研究了(1)非相对论长脉冲在强磁化高密度等离子体中的传输机制。获得了激光脉冲能量到等离子体的转换效率;(2)拓展到相对论激光,研究了激光脉冲的能量沉积;(3)研究了强磁化等离子体中阿秒电子片的产生;受强磁场发展的限制,本项目增加了(4)相对论激光脉冲与固体靶等离子体相互作用中的电子加速问题。

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(0)
专利数量(0)
Particle-in-cell simulations of laser-plasma interactions at solid densities and relativistic intensities: the role of atomic processes
固体密度和相对论强度下激光-等离子体相互作用的粒子内模拟:原子过程的作用
  • DOI:
    10.1017/hpl.2018.41
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    High Power Laser Science and Engineering
  • 影响因子:
    4.8
  • 作者:
    Wu D.;He X. T.;Yu W.;Fritzsche S.
  • 通讯作者:
    Fritzsche S.
Dense tunable attosecond electron bunch from laser interaction with magnetized plasma
激光与磁化等离子体相互作用产生的密集可调谐阿秒电子束
  • DOI:
    10.1088/1361-6587/ab7a07
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Plasma Physics and Controlled Fusion
  • 影响因子:
    2.2
  • 作者:
    Luan S. X.;Wu Dong;Yu M. Y.;Weng S. M.;Wang J. W.;Yu Wei
  • 通讯作者:
    Yu Wei
Magetostatic amplifier with tunable maximum by twisted-light plasma interactions
通过扭曲光等离子体相互作用可调节最大值的静磁放大器
  • DOI:
    10.1088/1361-6587/aa77c5
  • 发表时间:
    2017-01
  • 期刊:
    Plasma Physics and Controlled Fusion
  • 影响因子:
    2.2
  • 作者:
    Wu D.;Wang J. W.
  • 通讯作者:
    Wang J. W.
The controllable electron-heating by external magnetic fields at relativistic laser-solid interactions in the presence of large scale pre-plasmas
在存在大规模前等离子体的情况下,相对论性激光-固体相互作用中外部磁场的可控电子加热
  • DOI:
    10.1088/1361-6587/aa69a9
  • 发表时间:
    2016-02
  • 期刊:
    Plasma Physics and Controlled Fusion
  • 影响因子:
    2.2
  • 作者:
    Wu D.;Luan S. X.;Wang J. W.;Yu W.;Gong J. X.;Cao L. H.;Zheng C. Y.;He X. T.
  • 通讯作者:
    He X. T.
Polarization-dependent fast-electron emission in high-temporal-contrast femtosecond laser plasmas
高时间对比度飞秒激光等离子体中偏振相关的快速电子发射
  • DOI:
    10.1088/1361-6587/abe354
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    Plasma Physics and Controlled Fusion
  • 影响因子:
    2.2
  • 作者:
    Ke Lintong;Luan Shixia;Xia Changquan;Yu M. Y.;Feng Ke;Wang Jingwei;Xu Yi;Leng Yuxin;Wang Wentao;Li Ruxin;Xu Zhizhan
  • 通讯作者:
    Xu Zhizhan

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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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