张超杰博士作“先进加速器驱动的等离子体物理前沿研究”专题报告

    7月12日下午，核科学技术学院在西区科技实验楼东1617会议室举办第三十三期专题讲座，来自美国加州大学洛杉矶分校（UCLA）的张超杰博士应邀作题为“先进加速器驱动的等离子体物理前沿研究”报告。本次讲座吸引了核科学技术学院相关专业师生的积极参与，报告由等离子体物理与聚变工程系郑坚教授主持。    张超杰博士围绕先进加速器驱动的等离子体物理前沿研究这一主题，介绍了利用飞秒相对论电子探针进行等离子体尾波场成像以及基于传统加速器电子束的温度各向异性等离子体中韦伯不稳定性的实验研究等一系列工作。    等离子体尾波场加速作为一种新型的加速方案，可在毫米到厘米尺度内将电子加速到百兆电子伏，加速梯度比传统加速器高大约1000；其产生电子束具有独特的特点，比如飞秒持续时间、低发射度等。张超杰博士提出了利用尾波场加速的飞秒电子束作为探针诊断电磁场结构，尤其是可以用于探测激光尾波场的结构。具体方案为将第一级的激光尾波场加速的电子束作为探针，让其横向穿过第二级激光尾波场产生的空泡结构，由于电子束受到第二级空泡中电场力的影响，会产生一定的偏转，进而可对激光尾波场的结构进行成像；该方案在实验上得到了很好的验证，对尾波场级联加速产生更高能量的电子束有重要意义。     此外，张超杰博士还介绍了韦伯不稳定性的实验研究相关工作。韦伯不稳定性是由于温度各向异性导致的，其被认为是宇宙中背景磁场种子的可能来源，在实验室中产生温度各向异性等离子体给韦伯不稳定性的测量带来了挑战。为了解决此问题，张超杰博士提出了利用光场电离来操控等离子体的速度分布。光场电离过程中产生的等离子体在激光偏振方向上电子的速度更大，而垂直于激光偏振方向上电子速度相对较低。他们利用传统加速器产生的电子对韦伯不稳定性产生的磁场进行了三维成像，实验上首次观察到了韦伯不稳定性的演化过程，该工作对理解韦伯不稳定性具有重要意义。    报告结束后，参会师生就报告内容进行了热烈讨论和深入交流。