انتقال امواج الکترومغناطیسی (به عنوان مثال، لیزر) در پلاسما یک مشکل اساسی در فیزیک پلاسما است. به طور کلی، امواج الکترومغناطیسی را نمی توان در پلاسمای بیش از حد چگال منتقل کرد، اما انتقال و انتقال انرژی آنها در کاربردهایی مانند همجوشی لیزری با اشتعال سریع، شتاب ذرات لیزری و منابع تابش فوق کوتاه و فوق روشن نقش کلیدی دارد. در سال 1996، پروفسور SE Harris از دانشگاه استنفورد از مفهوم شفافیت القایی الکترومغناطیسی (EIT) در فیزیک اتمی الهام گرفت. پروفسور SE هریس مکانیسم شفافیت القا شده الکترومغناطیسی (EIT) در پلاسما را پیشنهاد کرد، به عنوان مثال، با کمک پرتویی از نور لیزر فرکانس بالا، نور لیزر فرکانس پایین، که در اصل قادر به انتقال نیست، می تواند در پلاسمای با چگالی بالا منتقل شود. با این حال، مطالعات بعدی نشان داد که EIT نمی تواند در پلاسمای واقعی با مرز رخ دهد، اما این مطالعات محدود به محدوده شدت لیزر نسبیتی ضعیف است.
اخیراً یک تیم تحقیقاتی متشکل از محقق یوتونگ لی در مؤسسه فیزیک، آکادمی علوم چین/مرکز تحقیقات ملی فیزیک ماده متراکم، پکن، و پروفسور ویمین وانگ در گروه فیزیک دانشگاه رنمین چین، با استفاده از ابزارهای خود توسعه یافته برنامه شبیه‌سازی ذرات KLAPS، دریافت که پس از برخورد لیزر با فرکانس پایین به پلاسما، همزمان با لیزر فرکانس بالا با شدت نسبیتی، لیزر فرکانس پایین می‌تواند به داخل این پلاسما نفوذ کند. با این حال، هنگامی که قطبش دو لیزر عمود بر هم باشد، این غیرعادی است اما، زمانی که قطبش دو پرتو لیزر عمود باشد، این پدیده انتقال غیرعادی ناپدید می شود، بنابراین اثر شفافیت نسبیتی رایج را رد می کند. این تیم یک مدل جفت سه موجی در شدت نور نسبیتی ایجاد کردند که باند عبور فرکانسی را که EIT در آن اتفاق می‌افتد، می‌دهد. تحت شدت نور نسبیتی، عرض این باند عبور برای اطمینان از انتقال پایدار لیزرهای فرکانس پایین کافی است. با این حال، تحت شدت نور نسبیتی ضعیف، باند عبور به یک نقطه ایزوله باریک می شود، که حفظ آن دشوار است، و این توضیح می دهد که چرا اثر EIT در شرایط نسبیتی ضعیف در مطالعات قبلی نمی تواند رخ دهد. این کار نشان می دهد که اثر شفافیت القایی الکترومغناطیسی که در فیزیک اتمی رخ می دهد می تواند در فیزیک پلاسما نیز رخ دهد. این پدیده را می توان مستقیماً برای احتراق برخورد دو مخروطی (DCI) و همجوشی لیزری با اشتعال سریع برای بهبود راندمان جفت لیزر و بازده الکترون سریع اعمال کرد.
نتایج تحقیق در 7 فوریه 2024 در Physical Review Letters تحت عنوان "شفافیت القا شده از طریق الکترومغناطیسی در رژیم قوی نسبیتی" منتشر شد. نامه های بررسی فیزیکی). Tiehuai Zhang، دانشجوی دکترا در مؤسسه فیزیک، آکادمی علوم چین (IPS)، اولین نویسنده مقاله است، در حالی که پروفسور Weimin Wang از دانشگاه Renmin چین، Yutong Li از IPS نویسندگان و آکادمیسین مربوطه هستند. جی ژانگ یکی از نویسندگان است. موضوع این تحقیق از "برنامه جدید همجوشی لیزر" پروژه آزمایشی استراتژیک (کلاس A) آکادمی علوم چین به رهبری آکادمیک جی ژانگ و با حمایت بنیاد ملی علوم طبیعی چین و سایر سازمان ها می آید.
شکل 1: [(a)، (b)] طیف فرکانس میدان لیزر جمع آوری شده در پشت ناحیه پلاسمای محدود و [(c)، (d)] تکامل شکل موج های میدان لیزر فیلتر شده با زمان، که در آن منحنی های مختلف مطابقت دارند. بروز اختلاط میدان دو رنگ، موج صرفاً پمپ شده و موج کاملاً فرکانس پایین. (e)، (f)] تکامل شکل موج‌های میدان لیزر فیلتر شده با زمان برای اختلاط میدان دو رنگ فرودی، که در آن خطوط آبی و قرمز به ترتیب با موازی و عمود قطبی شدن مطابقت دارند. خطوط بالا و پایین به ترتیب با دو تنظیم اولیه چگالی زیاد و کم مطابقت دارند.
شکل 2: روابط پراکندگی شاخه غالب موج استوکس که توسط مدل تحلیلی برای (الف) تنظیم با چگالی بالا در مقابل (ب) تنظیم با چگالی کم، که در آن یک باند عبور گسترده تر (با رنگ زرد روشن برجسته شده است) ظاهر می شود. (ج) نتایج شبیه‌سازی PIC یک‌بعدی برای شدت‌های مختلف نور پس از تثبیت نسبت چگالی اولیه پلاسما به چگالی بحرانی مؤثر با موقعیت‌های باند عبور EIT ارائه‌شده توسط مدل. (د) نتایج شبیه‌سازی PIC با موقعیت‌های باند عبور داده‌شده توسط مدل برای شدت‌های مختلف نور و تنظیمات چگالی متفاوت.
شکل 3: تکامل شدت سیگنال موج استوکس (خط آبی، محور چپ)، موج معکوس استوکس (خط سیاه، محور چپ) و موج پمپ (خط قرمز، محور راست) نسبت به موقعیت مکانی، با پلاسما یکنواخت در بازه 10λ0 < x < 30λ0 برای شرایط اولیه توزیع شده است. (نقشه های (a)-(c) دارای شدت نور یکسان و چگالی های اولیه متفاوت هستند. (نقشه (d) نتایج شبیه سازی را برای مورد ضعیف نسبیتی ارائه می دهد که با نتایج مطالعات قبلی مطابقت دارد.
