利用激光脉冲快速产生强磁场的新思路

时间:2020-04-06 18:36 来源:seo 作者:杏鑫 点击量:

利用激光脉冲快速产生强磁场的新思路

来自渥太华大学和加拿大国家研究委员会的联合研究小组已经开发出一种利用激光脉冲产生快速强磁场的新方法。在他们发表在《物理评论快报》杂志上的论文中,研究人员描述了他们的新技术及其可能的应用方式。

在过去的几年里,磁场在包括医学在内的许多研究领域变得越来越重要。但是一种快速产生强磁场的方法一直处于滞后状态。在这项新的努力中,研究人员发现了一种方法来克服先前加速磁场产生的尝试所带来的问题。

这项新工作建立在先前尝试使用激光加速这一过程的基础上——这些实验通常被用来推动等离子体中的电子绕着一个回路运动,但是这样的设备需要非常强的激光,而这种激光只能在少数几个研究地点使用。此外,在先前使用激光的尝试中,研究人员已经将他们的激光对准了气体中的光学涡旋。研究人员用这种新方法提出了一种方位矢量激光束。在这样的一个系统中,电场线应该是围绕着中心光束轴的圆的形状。该系统在该区域的环形区域最为强烈。这样就可以在环上发射一个电子,在光束的方向上产生一个磁场。研究人员的想法还引入了第二束激光,其频率是第一束激光的两倍。这改变了过程的时间,允许电子在电场达到峰值时移动。

他们的想法的模拟表明,如果使用11.3微焦耳的主激光脉冲和1.9微焦耳倍频脉冲作为第二激光,该系统将能够在50飞秒内打开一个8特斯拉的场。研究人员指出,这种装置可以在典型的实验室环境中使用,不过他们也指出,这种装置可能会破坏研究中的磁性样本。他们认为,把样品移到离磁场更远的地方可以减少这些问题。他们进一步提出,利用他们的想法制造的设备可以用于需要快速开关的光电子产品。

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