Исследователи Сколтеха совместно с коллегой из Шанхайского института оптики и точной механики Китайской академии наук выяснили, как подобрать параметры плазменной мишени так, чтобы проходящий сквозь нее аттосекундный импульс не «размылся». Об этом «Газете.Ru» сообщили в пресс-службе университета.
Аттосекунда — это 10⁻¹⁸ секунды. Такие сверхкороткие импульсы позволяют буквально «заморозить» движение электронов и исследовать процессы, невидимые при более длинных вспышках. Один из перспективных способов их получения — взаимодействие мощного лазерного импульса с плотной плазмой: у ее поверхности возникают электронные сгустки, излучающие ультракороткие вспышки в ультрафиолетовом и рентгеновском диапазонах.
Проблема в том, что та же плазма, через которую проходит готовый импульс, способна его «размыть». Разные частотные компоненты движутся в плазме с разными скоростями; из-за дисперсии импульс растягивается во времени, теряет пиковую интенсивность и перестает быть аттосекундным. Чем толще мишень и выше ее плотность, тем сильнее искажение.
«Аттосекундный импульс можно сравнить с очень короткой вспышкой, необходимой для четкого снимка. При прохождении через слишком плотную плазму эта вспышка растягивается, и «снимок» теряет резкость. Мы получили практический критерий, который позволяет заранее определить допустимые параметры мишени и избежать ресурсоемких расчетов методом проб и ошибок», — пояснила первый автор статьи, младший инженер-исследователь Лаборатории суперкомпьютеров в искусственном интеллекте Центра ИИ Сколтеха Елизавета Липкова.
Авторы провели одно- и двумерное моделирование методом частиц в ячейках на суперкомпьютере Сколтеха «Жорес» и сформулировали компактные зависимости, связывающие растяжение импульса с толщиной и плотностью плазмы. На их основе составлена карта: для заданной плотности плазмы она показывает максимальную толщину мишени, при которой импульс сохраняет аттосекундную структуру. В работе участвовали также профессор и руководитель Лаборатории вычислительных методов формирования изображений Дмитрий Дылов и доцент, руководитель Лаборатории суперкомпьютеров в искусственном интеллекте Сергей Рыкованов.
Ранее на Солнце ожидались вспышки предпоследнего класса мощности, способные повлиять на работу спутников.
