“現(xiàn)在我們很高興重新發(fā)現(xiàn)[離子聲波]在某些條件下的重要性，這些條件可能存在于空間和天體物理學的廣泛現(xiàn)象中，”普林斯頓等離子體物理實驗室的 Hantao Ji 說，該實驗室是該論文的作者之一作者。

結果發(fā)表在《自然物理學》雜志上，題為“激光驅動的反并聯(lián)重連過程中的離子和電子聲爆”。普林斯頓大學的一組研究人員領導了這項工作，羅切斯特大學、麻省理工學院和勞倫斯利弗莫爾國家實驗室(LLNL) 也做出了貢獻。

“這是一部鼓舞人心的作品。它表明可以通過廣泛的數(shù)據(jù)分析從簡單的實驗設置中了解精致的細節(jié)。關于磁重聯(lián)，我們還有很多不了解的地方，但這項工作開辟了一些有趣的探索途徑，”LLNL 物理學家約翰·穆迪 (John Moody) 說，他也是一位作者。他提供了關于實驗平臺和目標設計的新型激光供電電容器線圈電流機制的見解。

磁重聯(lián)是等離子體中非平行磁力線的斷開和重新連接。在此過程中，磁場能量轉化為等離子體動能和熱能。磁重聯(lián)被認為可以為太陽耀斑和北極光等天體物理現(xiàn)象提供動力。

在實驗中，研究人員創(chuàng)建了一個實驗平臺來產(chǎn)生類似于在太陽大氣中觀察到的磁重聯(lián)。在平臺中，兩束紫外激光束穿過第一塊銅板上的孔到達第二塊板，并通過連接兩塊板的兩個平行回路產(chǎn)生電流。在兩個線圈之間創(chuàng)建的幾何形狀可以改善等離子體限制和有效的粒子加速。加速的電子然后驅動在這些實驗中測量的離子聲波。

研究人員推測，磁重聯(lián)中的 3D 動力學耗散機制可能是由電子和離子或等效電流之間的相對漂移驅動的不穩(wěn)定 IAW 引起的。使用這個新穎的實驗平臺，他們能夠使用集體湯姆森散射診斷首次測量 IAW 爆發(fā)的突然發(fā)生。

“這為磁重聯(lián)的耗散物理學提供了新的見解，”LLNL物理學家陳輝說，他也是合著者。她通過提供粒子光譜儀和培訓研究生分析粒子數(shù)據(jù)來為該項目做出貢獻。

研究團隊計劃進行進一步的實驗，包括增加半圓形線圈中電流的產(chǎn)生，以解決 IAW 的效率和普遍性等問題，以在更寬的參數(shù)空間中重新連接期間耗散磁能。