面向激光加速的瞬态等离子体微结构实验研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    11475101
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    120.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    A2804.粒子探测技术
  • 结题年份:
    2018
  • 批准年份:
    2014
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2015-01-01 至2018-12-31

项目摘要

The rapid development of high-power laser and laser-wakefield accelerator in the past decade has brought revolutionary changes for the application of future accelerators. This progress has created anticipation of realizing a high-quality laser-driven electron accelerator suitable for developing femtosecond x-ray or gamma-ray sources. Plasma nonlinear optics is a crucial approach for controlling laser-plasma interaction in laser-wakefield acceleration. The ability to fabricate gas and/or plasma density structures is the crucial element for attaining fine control on laser-plasma interaction. Since 2005, I have developed an effective method for fabricating spatial transient-density structures in gases and/or plasmas that function as programmable photonic devices in high-field physics to gain fine control on laser-plasma interaction (Phys. Plasmas 12, 070707, 2005;Phys. Plasmas 13, 110701, 2006). By using a programmed periodic plasma structure, quasi-phase matching in relativistic harmonic generation was achieved (Phys. Rev. Lett. 98, 033901, 2007). In this project, various features of this technology will be studied and further extended, and used as programmable photonic devices in the development of laser-wakefield acceleration and ultrafast light source generation.
近年来超短超强脉冲激光技术发展迅猛。同时基于此类激光与等离子体相互作用的新型粒子加速器和超快光源在世界范围内也取得了激动人心的进展,有潜力为未来新型加速器和光源技术提供规模小、质量高的电子束流以及各种频段的超短光脉冲。当前在该领域的研究中,产生和精确控制复杂等离子结构的研究十分重要,是提高加速稳定性和改善粒子与其衍生光源质量的关键。2005年项目申请人在国际上首创了通过液晶空间波形调变器产生任意结构等离子体的方法(Phys. Plasmas 12,070707,2005;Phys. Plasmas 13,110701,2006),并成功应用于三次相对论谐波准相位匹配的研究(Phys. Rev. Lett. 98,033901,2007)。本课题计划利用清华大学20TW激光实验平台深入发展基于液晶空间波型调变器的可控等离子体组件技术,并将该技术广泛应用于激光等离子体加速的实验研究。

结项摘要

近年来超短超强脉冲激光技术发展迅猛。同时基于此类激光与等离子体相互作用的新型粒子加速器和超快光源在世界范围内也取得了激动人心的进展,有潜力为未来新型加速器和光源技术提供桌面型、质量高的电子束流以及各种频段的超短光脉冲。本项目成功发展了基于超快激光加工方法,在气体喷嘴实现了可在线编程的等离子结构,为超短超强激光与等离子体相互作用的研究提供了独特的研究平台,是提高加速稳定性和改善粒子与其衍生光源质量的关键技术。本课题利用清华大学30TW激光实验平台深入发展基于液晶空间波型调变器的可控等离子体组件技术,未来该技术将被广泛应用于激光等离子体加速的实验研究。

项目成果

期刊论文数量(16)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Tri-stage quasimonoenergetic proton acceleration from a multi-species thick target
来自多物质厚靶的三级准单能质子加速
  • DOI:
    10.1063/1.5029556
  • 发表时间:
    2018-07
  • 期刊:
    Physics of Plasmas
  • 影响因子:
    2.2
  • 作者:
    Wan Y.;Pai C. -H.;Hua J. F.;Wu Y. P.;Lu W.;Wan Y.;Li F.;Zhang C. J.;Xu X. L.;Joshi C.;Mori W. B.;Xu X. L.;Wan Y;Wan Y
  • 通讯作者:
    Wan Y
Relativistic single-cycle tunable infrared pulses generated from a tailored plasma density structure
由定制的等离子体密度结构产生的相对论单周期可调谐红外脉冲
  • DOI:
    10.1038/s41566-018-0190-8
  • 发表时间:
    2018-08-01
  • 期刊:
    NATURE PHOTONICS
  • 影响因子:
    35
  • 作者:
    Nie, Zan;Pai, Chih-Hao;Joshi, Chan
  • 通讯作者:
    Joshi, Chan
Low-energy-spread laser wakefield acceleration using ionization injection with a tightly focused laser in a mismatched plasma channel
在不匹配的等离子体通道中使用紧密聚焦的激光进行电离注入的低能量扩散激光尾场加速
  • DOI:
    10.1088/0741-3335/58/3/034004
  • 发表时间:
    2016-01
  • 期刊:
    Plasma Physics and Controlled Fusion
  • 影响因子:
    2.2
  • 作者:
    F. Li;C. J. Zhang;Y. Wan;Y. P. Wu;X. L. Xu;J. F. Hua;C. H. Pai;W. Lu;Y. Q. Gu;W. B. Mori;C. Joshi
  • 通讯作者:
    C. Joshi
Physical Mechanism of the Transverse Instability in Radiation Pressure Ion Acceleration
辐射压离子加速横向不稳定性的物理机制
  • DOI:
    10.1103/physrevlett.117.234801
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    Physical Review Letters
  • 影响因子:
    8.6
  • 作者:
    Wan Y;Pai C H;Zhang C J;Li F;Wu Y P;Hua J F;Lu W;Gu Y Q;Silva L O;Joshi C;Mori W B
  • 通讯作者:
    Mori W B
Femtosecond Probing of Plasma Wakefields and Observation of the Plasma Wake Reversal Using a Relativistic Electron Bunch
使用相对论电子束飞秒探测等离子体尾流并观察等离子体尾流反转
  • DOI:
    10.1103/physrevlett.119.064801
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    PHYSICAL REVIEW LETTERS
  • 影响因子:
    8.6
  • 作者:
    Zhang C. J.;Hua J. F.;Wan Y.;Pai C. -H.;Guo B.;Zhang J.;Ma Y.;Li F.;Wu Y. P.;Chu H. -H.;Gu Y. Q.;Xu X. L.;Mori W. B.;Joshi C.;Wang J.;Lu W.
  • 通讯作者:
    Lu W.

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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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