驱动的离子加快被认为是一种开展紧凑和高效的等离子体加快器的途径,适用于癌症医治、核聚变和高能物理等多种范畴。
近来,日本大阪大学的研讨人员与国家量子科学与技能研讨院(QST)、日本神户大学和立中央大学的合作伙伴们,日本关西光子科学研讨所(QST)的J -凯伦激光器(J-KAREN laser)对他们称之为“世界上最薄、最强的石墨烯靶”进行了直接高能离子加快。
在激光离子加快理论中,靶体越薄,离子能量越高。但是,研讨人员说,因为强激光的噪声成分会在激光脉冲的主峰之前炸毁方针,因而在极薄的方针区直接加快离子一直是困难的。因而,有必要运用等离子体反射镜去除噪声成分,以完成高强度激光的高效离子加快。
因而,研讨人员开发了大面积悬浮石墨烯(LSG)作为激光离子加快的方针。石墨烯被认为是世界上最薄、最强的2D资料,适用于激光驱动离子源。
该研讨的作者Wei-Yen Woon评论说:“石墨烯的原子薄层是通明的,导电和导热性强,重量轻,一起也是最强的资料。”“到目前为止,石墨烯已经有了各式各样的运用,包含交通、医疗、电子和动力。咱们展现了石墨烯在激光离子加快范畴的另一个颠覆性运用,其间石墨烯的共同特性发挥了不可或缺的效果。”
在没有等离子体反射镜的情况下,直接照耀LSG靶发生的MeV质子和碳,从亚相对论性激光强度到相对论性激光强度,从低对比度到高对比度,显着显现了石墨烯的耐久性。
“这项研讨的成果适用于开发用于癌症医治、激光核聚变、高能物理和实验室天体物理的紧凑、高效的激光驱动离子加快器。”
“在没有等离子体反射镜的情况下,高能离子的直接加快显着显现了LSG的稳健性。咱们将运用原子薄LSG作为靶座来加快其他不能独立存在的资料。咱们还展现了非相对论强度下的高能离子加快度。这将使咱们也可以用比较小的激光设备来研讨激光离子加快。此外,即便在极薄的靶区没有等离子体反射镜,也能完成高能离子加快。这敞开了激光驱动离子加快的新范畴。”
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