Experimentální stanovení snížení kontinua energií pro ionty v plazmatu s hustotou pevné fáze vytvořeného z prvků a sloučenin

Text

Vliv prostředí na energetické hladiny iontu nacházejícího se v hustém plazmatu je obvykle popisován v termínech snížení jeho úrovně kontinua. Pomocí laditelného rtg laseru na volných elektronech jsme provedli experiment prokazující, že standardní analytické hustotně závislé modely nejsou schopny věrně popsat plazma s hustotou pevné fáze ve studovaném oboru teplot. Ultrakrátké impulzy rtg záření generované na zařízení LCLS (Linac Coherent Light Source; Menlo Park, CA, USA) byly soustředěny na povrch terčů z lehkých prvků (Mg, Al, Si) a je obsahujících materiálů (slída, safír, křemen). Tak bylo vytvořeno velmi husté plazma o obdobném prvkovém složení, ale rozdílné hustotě. V něm pak bylo pomocí emisní rtg spektrometrie určeno snížení ionizačního potenciálu pro různé nábojové stavy iontů zájmových prvků. Experimentálně získané hodnoty IPD pak byly porovnány s těmi, jež poskytly výše zmíněné modely. Získané výsledky jsou významné především pro astrofyziku, planetologii a inerciální termojadernou fúzi.

image14.jpg
Popis
Snížení ionizačního potenciálu (ionization potential depresion - IPD) hořčíku, hliníku a křemíku ve velmi hustém plazmatu zjištěné z měření K hran v emisních rtg spektrech a porovnané s výsledky výpočtů provedených pomocí různých analytických modelů. Je patrné, že hodnoty snížení ionizačního potenciálu hliníku a křemíku určené experimentálně v plazmatu vytvořeného z různých materiálů nejsou závislé na druhu ozářeného materiálu. Standardní analytické hustotně závislé modely tedy nevystihují procesy probíhající za daných podmínek.