Sledování srážkových ionizačních frekvencí v hustém hliníkovém plazmatu na femtosekundových časových škálách

Prohřáté husté plazma (WDM – warm dense matter) představuje unikátní stav hmoty běžně se vyskytující ve vesmíru, na Zemi však jen vzácně. V laboratorních podmínkách jej lze na krátkou dobu vytvořit pomocí velmi krátkých pulzů záření rentgenových laserů s volnými elektrony. Je nám tak umožněno studovat vlastnosti tohoto exotického stavu hmoty, v tomto případě srážkové ionizační frekvence silně vázaného plazmatu. Práce pojednává o prvních měřeních těchto vlastností na zařízení Linac Coherent Light Source (LCLS at SLAC, Menlo Park, CA, USA), která nepochybně ovlivní další výzkum v oblastech astrofyziky, planetologie a fyziky plazmatu a pevných látek. Na obrázku vidíme závislost K_α spekter emitovaného záření (vodorovná osa) na energii fotonů laseru na volných elektronech (svislá osa). Spektrální čáry odpovídají jednotlivým nábojovým stavům (Al⁴⁺ až Al⁸⁺). Černé obdélníky označují experimentálně změřené polohy K-hran, zatímco červené obdélníky označují oblasti s výrazným vlivem srážkové ionizace.

Experimentálně stanovené emisní spektrum hustého hliníkového plazmatu vytvořeného fokusovaným svazkem rentgenového laseru s volnými elektrony.

¹Department of Physics, Clarendon Laboratory, University of Oxford, Parks Road, Oxford OX1 3PU, UK
²Department of Plasma Physics, AWE Aldermaston, Reading RG7 4PR, UK
³Institute of Physics ASCR, Na Slovance 2, Prague 8 18221, Czech Republic
⁴Center for Relativistic Laser Science, Institute for Basic Science (IBS), Gwangju 500-712, Korea
⁵Department of Physics and Photon Science, Gwangju Institute of Science and Technology, Gwangju 500-712, Korea
⁶Atomic and Molecular Data Unit, Nuclear Data Section, IAEA, PO Box 100, Vienna A-1400, Austria
⁷Lawrence Berkeley National Laboratory, 1 Cyclotron Road, California 94720, USA
⁸Department of Physics, University of California, Berkeley, California 94720, USA
⁹SLAC National Accelerator Laboratory, 2575 Sand Hill Road, Menlo Park, California 94025, USA
¹⁰National Science Foundation BioXFEL Science and Technology Center, 700 Ellicott Street, Buffalo, New York 14203, USA
¹¹IOQ, Friedrich-Schiller-Universität Jena, Max-Wien-Platz 1, Jena 07743, Germany