يعد انتقال الموجات الكهرومغناطيسية (مثل الليزر) في البلازما مشكلة أساسية في فيزياء البلازما. بشكل عام، لا يمكن أن تنتقل الموجات الكهرومغناطيسية في البلازما ذات الكثافة الزائدة، لكن انتقالها ونقل الطاقة يلعبان دورًا رئيسيًا في تطبيقات مثل اندماج الليزر سريع الاشتعال، وتسريع جسيمات الليزر، ومصادر الإشعاع فائقة القصر وفائقة السطوع. في عام 1996، استلهم البروفيسور إس إي هاريس من جامعة ستانفورد مفهوم الشفافية المستحثة الكهرومغناطيسية (EIT) في الفيزياء الذرية. الشفافية المستحثة الكهرومغناطيسية (EIT) في الفيزياء الذرية، اقترح البروفيسور إس إي هاريس آلية الشفافية المستحثة الكهرومغناطيسية (EIT) في البلازما، أي بمساعدة شعاع من ضوء الليزر عالي التردد، وضوء الليزر منخفض التردد، وهو غير قادر في الأصل على الانتقال، ويمكن أن ينتقل في البلازما عالية الكثافة. ومع ذلك، فقد أظهرت الدراسات اللاحقة أن المرحلة الانتقالية لا يمكن أن تحدث في البلازما الحقيقية ذات الحدود، ولكن هذه الدراسات تقتصر على نطاق شدة الليزر النسبي الضعيف.
مؤخرًا، قام فريق بحثي من الباحث يوتونغ لي في معهد الفيزياء، الأكاديمية الصينية للعلوم/المركز الوطني لأبحاث فيزياء المواد المكثفة، بكين، والبروفيسور ويمين وانغ في قسم الفيزياء، جامعة رنمين الصينية، باستخدام التقنية المطورة ذاتيًا وجد برنامج محاكاة الجسيمات KLAPS أنه بعد سقوط ليزر منخفض التردد على البلازما في نفس الوقت مع الليزر عالي التردد المكثف نسبيًا، يمكن لليزر منخفض التردد اختراق هذه البلازما؛ ومع ذلك، عندما يكون استقطاب شعاعي الليزر متعامدًا، فهذا أمر شاذ. ومع ذلك، عندما يكون استقطاب شعاعي الليزر متعامدين، تختفي ظاهرة النقل الشاذة هذه، وبالتالي يستبعد تأثير الشفافية النسبية المشترك. قام الفريق بتطوير نموذج اقتران ثلاثي الموجات عند شدة الضوء النسبية، والذي يعطي نطاق تمرير التردد الذي تحدث فيه المرحلة الانتقالية. في ظل شدة الضوء النسبية، يكون عرض نطاق التمرير هذا كافيًا لضمان النقل المستقر لليزر منخفض التردد؛ ومع ذلك، في ظل شدة الضوء النسبية الضعيفة، يضيق نطاق التمرير إلى نقطة معزولة، وهو أمر يصعب الحفاظ عليه، وهذا ما يفسر سبب عدم حدوث تأثير EIT في ظل ظروف نسبية ضعيفة في الدراسات السابقة. يوضح هذا العمل أن تأثير الشفافية المستحث الكهرومغناطيسي والذي يحدث في الفيزياء الذرية يمكن أن يحدث أيضًا في فيزياء البلازما. يمكن تطبيق هذه الظاهرة مباشرة على اشتعال التصادم المزدوج المخروط (DCI) ودمج الليزر سريع الاشتعال لتحسين كفاءة اقتران الليزر وإنتاج الإلكترون السريع.
نُشرت نتائج البحث في 7 فبراير 2024 في Physical Review Letters تحت عنوان "الشفافية المستحثة الكهرومغناطيسية في النظام النسبي القوي". رسائل المراجعة البدنية). تيهواي تشانغ، طالب دكتوراه في معهد الفيزياء، الأكاديمية الصينية للعلوم (IPS)، هو المؤلف الأول لهذه الورقة، في حين أن البروفيسور ويمين وانغ من جامعة رنمين الصينية، ويوتونج لي من IPS هم المؤلفون المقابلون، والأكاديمي. جي تشانغ هو المؤلف المشارك. يأتي موضوع هذا البحث من "برنامج دمج الليزر الجديد" للمشروع التجريبي الاستراتيجي (الفئة أ) التابع للأكاديمية الصينية للعلوم، بقيادة الأكاديمي جي تشانغ، وبدعم من المؤسسة الوطنية للعلوم الطبيعية الصينية ومنظمات أخرى.
الشكل 1: [(أ)، (ب)] أطياف التردد لحقل الليزر المجمع خلف منطقة البلازما المحدودة و [(ج)، (د)] تطور أشكال موجية مجال الليزر المفلتر مع مرور الوقت، حيث تتوافق المنحنيات المختلفة مع حدوث خلط المجال ثنائي اللون، والموجة المضخوخة البحتة، والموجة ذات التردد المنخفض البحتة. (هـ)، (و)] تطور أشكال موجية مجال الليزر المفلتر مع مرور الوقت لخلط المجال ثنائي اللون، حيث يتوافق الخطان الأزرق والأحمر مع توازي الاستقطاب والتعامد، على التوالي. تتوافق الخطوط العلوية والسفلية مع الإعدادين الأوليين للكثافة العالية والمنخفضة، على التوالي.
الشكل 2: علاقات التشتت للفرع المهيمن لموجة ستوكس التي قدمها النموذج التحليلي لـ (أ) الإعداد عالي الكثافة مقابل (ب) الإعداد منخفض الكثافة، حيث يظهر نطاق تمرير أوسع (مظلل باللون الأصفر الساطع). ( ج ) نتائج محاكاة الموافقة المسبقة عن علم أحادية البعد لشدات ضوء مختلفة بعد تثبيت نسبة كثافة البلازما الأولية إلى الكثافة الحرجة الفعالة مع مواضع نطاق تمرير EIT التي يقدمها النموذج. ( د ) نتائج محاكاة الموافقة المسبقة عن علم مع مواضع نطاق التمرير التي يقدمها النموذج لشدة ضوء مختلفة وإعدادات كثافة مختلفة.
الشكل 3: تطور شدة إشارة موجة ستوكس (الخط الأزرق، المحور الأيسر)، وموجة ستوكس العكسية (الخط الأسود، المحور الأيسر) وموجة المضخة (الخط الأحمر، المحور الأيمن) فيما يتعلق بالموضع المكاني، مع البلازما بشكل موحد موزعة في الفاصل الزمني 1 0 lect 0 < x < 30 lect0 للشروط الأولية. (المؤامرات (أ) - (ج) لها نفس شدة الضوء وكثافات أولية مختلفة. (تعطي المخططات (د) نتائج المحاكاة للحالة النسبية الضعيفة، والتي تتفق مع استنتاجات الدراسات السابقة.
