中国科学院紫金山天文台联合中国科学技术大学等,在高能宇宙射线费米加速的实验室研究方面取得进展。该团队利用上海“神光II”高功率激光装置,首次观测到磁化无碰撞冲击波中“费米加速循环”的单次反射加速过程产生的准单能离子。2月12日,相关研究成果以Laboratory observation of ion drift acceleration via reflection off laser - produced magnetized collisionless shocks为题,在线发表在《科学进展》(Science Advances)上。
无碰撞冲击波是宇宙中最强大的粒子加速器。带电粒子在无碰撞冲击波上下游之间反射时获得加速,上下游之间多次循环加速产生幂律谱的高能宇宙射线。最早由费米提出的磁化无碰撞冲击波中“费米加速循环”,被认为是宇宙中高能带电粒子的主要加速机制。在进入“费米加速循环”前,带电粒子必须被预加速到足够大的回旋半径以实现在磁化无碰撞冲击波上下游之间反射。因此,学术界提出了一些预加速机制解决这一“注入问题”。但是,由于空间探测不足,对无碰撞冲击波的形成和演化以及高能宇宙射线的加速过程缺乏全面理解。当前,利用高功率激光装置进行研究,在可控性和重复性方面形成了优势,弥补了空间探测不足,但对高能宇宙射线“费米加速循环”的单次反射加速过程缺乏实验观测,对于哪种预加速机制占据主导的问题仍存在较大争议。
该研究利用“神光II”大型激光装置烧蚀靶物质产生的高速等离子体流,在磁化背景等离子体中驱动产生速度~400km/s、磁声马赫数~6的超临界磁化无碰撞冲击波,测量到2倍至4倍于冲击波速度的准单能离子。这是首次在实验室内观测到磁化无碰撞冲击波中“费米加速循环”对离子的单次反射加速现象,与卫星在地球“弓激波”中探测到的现象一致。研究发现,漂移加速主导实验和地球“弓激波”中的离子加速,这相较于传统的冲浪加速机制具有更高的加速效率。结果显示,实验室研究可以补充遥感及飞行器探测的不足,有望促进高能宇宙射线研究的发展。实验引入数特斯拉的磁场可以提高离子加速效率,为改进激光驱动的离子加速器设计提供了参考。
研究工作得到国家自然科学基金和中国科学院战略性先导科技专项等的支持。
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“神光II”激光装置的磁化无碰撞冲击波离子加速实验
金属表面超疏水在自清洁、防腐、减阻和防冰等领域具有潜在的应用价值。当前,金属表面超疏水性能的实现依赖于传统的二元协同设计思想,即在材料表面制作微/纳米结构,进而采用低表面能有机物进行修饰。这种依靠粘附 “努力培养更多高素质新闻传播人才,为党的宣传思想文化事业发展作出新的贡献”。在中国传媒大学建校70周年之际,习近平总书记给学校全体师生回信,向全校师生员工、广大校友致以祝贺和问候,寄以期待与厚望。 殷殷关 中国教育报-中国教育新闻网北京11月11日讯(记者 林焕新)如何保障特殊儿童接受学前教育,事关教育公平。在今天教育部召开的新闻发布会上,江苏省教育厅副厅长顾月华介绍了学前教育法对此的有关规定 中国教育报-中国教育新闻网讯(记者 余闯)11月13日,“放飞梦想”波音航空科普教育项目15五周年庆典活动在北京举行。波音全球集团相关负责人在致辞中表示,自2009年创立至今,“放飞梦想”项目走入17 走进重庆市八中渝北校区时,恰逢课间休息时间。操场上,孩子们奔跑玩耍,脸上满是纯真、开朗的笑容。这是记者对这所学校学生的第一印象。守护这份开朗的,是学校一个特别的机构——“心语心苑”心理 习近平总书记在全国教育大会上强调,要深入推动教育对外开放,统筹“引进来”和“走出去”,不断提升我国教育的国际影响力、竞争力和话语权。南京工业职业技术大学前身是黄炎培先生于1918年创建的 。本文链接:科研人员观测到高能宇宙射线费米加速的单步过程http://www.sushuapos.com/show-12-779-0.html
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