Fokusovaný svazek rentgenového laseru je schopen vytvářet jedinečné stavy hmoty. Jde o plazma velmi husté, jehož teplota je však poměrně nízká. Fyzici mluví o tzv. prohřáté husté hmotě – WDM (warm dense matter). Optické lasery dokáží WDM vyrobit jen za určitých, značně omezených podmínek. Rentgenové lasery ji však vytvářejí téměř vždy, neboť umí prohřát objem energetizované látky a ne jen její povrch, jak to činí optické lasery. WDM se ve vesmíru nachází v nitru velkých planet (např. Jupitera) a v dalších vesmírných objektech (např. hnědých a bílých trpaslících). Z aktuálních problémů řešených na Zemi hraje WDM významnou roli při inerciální termojaderné fúzi, kdy vzniká při stlačení termojaderného paliva. Na rentgenovém laseru FLASH, naladěném na vlnovou délku 13,5 nm, jsme v rámci mezinárodního týmu vedeného specialisty z Université de Paris studovali přeměnu pevného hliníku na tento typ plazmatu vyvolanou svazkem zmíněného laseru soustředěným na velmi malou, mikronovou plošku. Intenzita záření tam dosáhla až 1016 W/cm2. V rentgenových emisních spektrech se pak objevují pásy spojené s fotoionizací pevné látky ve vnitřních slupkách atomů a dále pásy přechodů probíhajících uvnitř dané slupky potvrzující augerovský ohřev elektronů ve vodivostním pásu jako dominantní proces následující po absorpci měkkého rentgenového laserového záření. Jednoduchým ionizačním modelem je pak vysvětlena emise terče spojená s modifikací vodivostního pásu při přenosu energie elektronů na ionty. Tento přístup umožňuje stanovit elektronovou teplotu a hustotu po rozpadu krystalové mřížky a jejich raný časový vývoj, aniž bychom museli používat metod počítačové simulace plazmatu.
Emisní spektrum při nejlepším zaostření (černá linie). Šipky označují oblasti s odchylkami dat od simulace Al IV emisí (CI). Červeně je vyznačen nejlepší získaný fit s CII a CIII emisemi. CI-III jsou posunuty pro lepší čitelnost.
1Sorbonne Universites, Pierre et Marie Curie, UMR 7605, LULI, case 128, 4 Place Jussieu, F-75252 Paris Cedex 05, France
2School of Mathematics and Physics, Queens University Belfast, Belfast BT7 1NN, United Kingdom
3Department of Physics, Kohat University of Science and Technology, Kohat 26000, Khyber Pakhtunkhwa, Pakistan
4Lawrence Berkeley National Laboratory, 1 Cyclotron Road Berkeley California 94720 USA
5Lawrence Livermore National Laboratory, Livermore California 94551 USA
6Department of Physics, Clarendon Laboratory, Parks Road, University of Oxford, OX1 3PU, United Kindom
7European XFEL, Albert-Einstein-Ring 19, 22761 Hamburg, Germany
8Deutsches-Elektronensynchrotron DESY, Notkestrasse 85, 22603 Hamburg, Germany
9FOM-Institute for Plasma Physics, Rijnhuizen, Edisonbaan 14, NL-3430 BE Nieuwegein, The Netherlands
10Institute of Physics, Polish Academy of Sciences, Aleja Lotniko´w 32/46, PL-02-668 Warsaw, Poland
11Institute of Physics ASCR, Na Slovance 2, 182 21 Prague 8, Czech Republic
12SLAC National Accelerator Laboratory, 2575 Sand Hill Road, Menlo Park, California 94025 USA
Copyright © 2008-2014, Fyzikální ústav AV ČR, v. v. i.
