Extrémní stavy hmoty: vznik velmi horkého plazmatu o hustotě pevné látky pomocí rentgenového laseru na volných elektronech

Text

Mezinárodní tým vedený mladým oxfordským fyzikem Samem Vinkem dosáhl pomocí mikrofokusovaného svazku rentgenového laseru s volnými elektrony LCLS (Linac Coherent Light Source, Menlo Park, Kalifornie) objemovým izochorickým ohřevem hliníku unikátního extrémního stavu hmoty významného především pro astrofyziku a inerciální termojadernou syntézu. Účinkem velmi intenzívního rentgenového záření vzniklo rovnoměrně prohřáté plazma o teplotě až dvou milionů stupňů Kelvina a hustotě pevné látky. Bylo zjištěno, že ve vývoji a chování tohoto plazmatu hrají překvapivě významnou roli elektron-iontové srážky. Spoluautory článku jsou i pracovníci Fyzikálního ústavu, kteří svými původními metodami provedli přesnou analýzu příčného rozdělení intenzity záření ve fokusovaném svazku z jeho ablačních otisků do vhodného materiálu. Pro daný účel byl vybrán monokrystalický wolframan olovnatý (PbWO4) absorbující dostatečně silně záření rentgenového laseru a vykazující i příhodné ablační charakteristiky. Tento materiál byl ve Fyzikálním ústavu již delší dobu systematicky připravován, což umožnilo i jeho efektivní využití pro rentgenovou ablaci.

2b-2012.png
Popis
Nomarského mikroskopem pořízený snímek ablačních otisků (imprintů) fokusovaného svazku rentgenového laseru s volnými elektrony LCLS do monokrystalického vzorku PbWO4. Vložena je závislost poměru prahové a aktuální špičkové fluence f = Eth/Epulse na ploše poškozené oblasti povrchu PbWO4, která slouží ke stanovení efektivní plochy svazku fokusovaného na povrch terče a dalších interakčních parametrů.