Author Affiliations
Abstract
1 中国科学院光学天文重点实验室(国家天文台), 北京100012
2 中国科学院大学, 北京100049
3 北京师范大学天文系, 北京100875
4 中国科学院物理研究所, 北京100190
5 大阪大学激光工程研究所, 大阪565-0871, 日本
6 中国工程物理研究院上海激光等离子体研究所, 上海201800
7 上海交通大学物理学院, 上海200240
8 高功率激光物理联合实验室, 上海201800
9 中国工程物理研究院激光聚变研究中心, 绵阳621900
Magnetic reconnection (MR) is a universal physical process in plasma, in which the stored magnetic energy is converted into high-velocity flows and energetic particles. It is believed that MR plays an important role in many plasma phenomena such as solar fare, gamma-ray burst, fusion plasma instabilities, etc.. The process of MR has been studied in detail by dedicated magnetic-driven experiments. Here, we report the measurements of magnetic reconnection driven by Shenguang II lasers and Gekko XVII lasers. A collimated plasma jet is observed along the direction perpendicular to the reconnection plane with the optical probing. The present jet is very different from traditional magnetic reconnection outflows as known in the two-dimensional reconnection plane. In our experiment, by changing the delay of optical probing beam, we measure the temporal evolution of jet from 0.5 ns to 2.5 ns and its velocity around 400 km/s is deduced. Highcollimated jet is also confirmed by its strong X-ray radiation recorded by an X-ray pinhole camera. With the help of optical interferograms we calculate the jet configuration and its density distribution by using Abel inverting technique. A magnetic spectrometer with an energy range from hundred eV up to one MeV is installed in front of the jet, in the direction perpendicular to the reconnection plane, to measure the accelerated electrons. Two cases are considered for checking the acceleration of electrons. The results show that more accelerated electrons can be found in the reconnection case than in the case without reconnection. We propose that the formation and collimation of the plasma jet, and the electron energy spectrum may be possible directly influenced by the reconnection electric field, which is very important for understanding the energy conversion in the process of MR and establishment of the theoretical model. Finally the electron energy spectra of three different materials Al, Ta and Au are also shown in our work. The results indicate that the higher atomic number material can obtain a better signal-noise ratio, which provides some helpful references for our future work.
磁重联 电子加速 magnetic reconnection electron acceleration 
Collection Of theses on high power laser and plasma physics
2015, 13(1): 165201
尹传磊 1,*李玉同 1鲁欣 1袁大伟 1[ ... ]张杰 1,3
作者单位
摘要
1 中国科学院 物理研究所, 北京凝聚态物理国家实验室, 北京 100190
2 中国科学院 国家天文台, 北京 100012
3 上海交通大学 物理系, 激光等离子体教育部重点实验室, 上海 200240
4 高功率激光物理国家实验室, 上海 201800
利用“神光Ⅱ”激光装置的两束激光烧蚀半圆柱壳层靶产生了高速等离子体喷流。喷流的参数由光学和X射线诊断测量。喷流是准直的,在真空中传播。一维流体力学模拟被用来间接地计算喷流的速度。喷流的准直可能来源于高Z等离子体的辐射冷却。由于和年轻恒星喷流具有某些几何相似性,实验室喷流对于在实验室中模拟年轻恒星喷流具有潜在应用。
实验室天体物理 等离子体喷流 喷流准直 高功率激光 laboratory astrophysics plasma jet jet collimation high power laser 
强激光与粒子束
2015, 27(3): 032035
董全力 1,2,*王首钧 2袁大伟 2陆全明 3[ ... ]张杰 2,11
作者单位
摘要
1 鲁东大学物理与光电工程学院, 山东 烟台 264205
2 中国科学院物理研究所光物理重点实验室, 北京 100190
3 中国科学技术大学中国科学院基础等离子体物理重点实验室, 安徽 合肥 230026
4 中国科学院国家天文台光学天文重点实验室, 北京 100012
5 中国工程物理研究院激光聚变研究中心, 四川 绵阳 621900
6 中国科学院高功率激光物理重点实验室, 上海 201800
7 北京应用物理与计算数学研究所, 北京 100094
8 浙江大学物理系聚变科学理论与模拟研究所, 浙江 杭州 310027
9 鲁尔大学理论物理研究所, 德国 波鸿 D-44780
10 马里兰大学帕克分校物理系, 美国 马里兰 University Park 20742
11 上海交通大学物理系教育部激光等离子体物理研究重点实验室, 上海 200240
激光等离子体磁重联实验再现了卫星观测到的日地磁场活动特征。一方面,实验再现了太阳冕区物质抛射及耀斑结构,包括明亮的尖屋顶状环、具有微细结构的磁化等离子体团以及二者之间因为磁场拉扯而产生的二阶电流片。另一方面,实验发现存在三个电子扩散区(EDR),这与欧洲空间局Cluster卫星先后在2003年和2005年发现的分别处于地磁尾重联区中间部位及两侧分形线位置的两类EDR结构相似。所不同的是,在激光等离子体磁重联实验中,两类EDR在一次重联过程中产生,但中心EDR出现时间晚于两侧EDR,且其发展速度更快,喷流速度接近或者超过迎流Alfven速度。通过对太阳耀斑附近、地磁尾重联区以及激光等离子体自生磁场重联区位置等离子体的参数比较,显示三者在一定程度上具有Euler-Alfven相似性,这表明可以通过激光等离子体自生磁场的重联过程来研究其他两种等离子体中的磁重联现象。
实验室天体物理 太阳冕区物质抛射 太阳耀斑 磁重联 电子扩散区 
激光与光电子学进展
2013, 50(8): 080013

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