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物理学论文-激光核物理.doc

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物理学论文-激光核物理.doc

物理学论文激光核物理摘要在最近十年,激光技术有了长足的进展,激光的强度超过了1022W/CM2,激光的电场达到41012V/CM当这种高强度的激光照射在靶上时,可以产生许多由激光产生的核反应现象在这篇文章中,作者回顾了这一领域的研究进展,并对在不远的未来激光产生电子、质子、中子、X射线和正电子发展的潜力进行了一些讨论关键词啁啾脉冲放大,粒子云,正电子发射层析术,库仑爆炸1什么是激光核物理最近十年中,激光技术有了显著的进展,激光强度已超过1022W/CM2,激光的电场强度达到381012V/CM,比氢原子中电子玻尔轨道上的库仑场大759倍,相当于在原子大小上相应加上约40KV的电压,在原子核大小上相应加上约038V的电压,在这种很强的电场作用下,所有的原子都会在极短的时间内被电离,产生从几个MEV到几百MEV的质子,几十MEV到GEV的电子和其他粒子,以及韧致辐射和中子,这些粒子可以产生核反应,打开了核物理以及非线性相对论光学研究的新领域13在今后的十年中,激光强度可能会提高到10261028W/CM2,这样高强度的激光可以将粒子加速到10121015EV,并将成为研究粒子物理、引力物理、非线性场论、超高压物理、天体物理和宇宙线研究中的一个有力工具1超高功率超短脉冲激光技术的发展,在实验室中创造了前所未有的极端物态条件,如高电场、强磁场、高能量密度、高光压和高的电子抖动能量、高的电子加速度,这种极端的物理条件,目前只有在核爆中心、恒星内部、星洞边缘才能存在,在它和物质的相互作用中,产生了高度的非线性和相对论效应,产生了崭新的物理学领域,也为多个交叉学科前沿研究领域带来了历史性的机遇和拓展的空间2国内外研究现状当前国际上已经在一些实验室中建立了几十TW到几个PW的激光系统,在上世纪80年代中期,以前激光的强度长期停留在1014W/CM2左右,这是由于非线性吸收效应随着激光强度的增加而迅速增强,在80年代中期之后,由于采用了啁啾脉冲放大技术CHIRPEDPULSEAMPLIFICATION,CPA,激光强度提高了67个数量级,在CPA技术中,一个飞秒或皮秒的脉冲通过色散的光栅对在时间尺度将它展宽了34个数量级,这样就避免了放大器的饱和以及在很高强度时由于非线性效应产生的光学放大器件的损伤,在经过放大以后,再由另一光栅对将脉冲宽度压缩回到飞秒或皮秒宽度,以获得1019W/C

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