کیهان شناسی و اخترفیزیک لیزری

کیهان شناسی و اخترفیزیک لیزری

اخترفیزیک نظری و تجربی

کیهان شناسی آگاهی

دینامیک سیالات اخترفیزیکی

کیهان شناسی فیزیکی و تورم کیهانی

اخترفیزیک پرتوهای کیهانی

دینامیک سیالات محاسباتی در اخترفیزیک

کیهان شناسی و اخترفیزیک ذرات

نظریه ریسمان و کیهان شناسی

کیهان شناسی و اخترفیزیک غیر کهکشانی

آزمایش‌های آزمایشگاهی با استفاده از لیزرهای با شدت بالا می‌توانند مشاهدات اخترفیزیکی را کالیبره کنند، دینامیک اساسی پدیده‌های اخترفیزیکی را بررسی کنند و فیزیک بنیادی را در محدودیت‌های شدید بررسی کنند.

جنبه های کیهان شناسی لیزری

1. کالیبراسیون مشاهدات کیهانی

بیشتر مشاهدات اخترفیزیکی بر فوتون های القا شده از طیف های اتمی یا مولکولی، تابش سنکروترون، پراکندگی کامپتون، فلورسانس، ایجاد جفت الکترون-پوزیترون، نوسانات پلاسما و غیره متکی هستند.

کالیبراسیون دقیق کسانی که در آزمایشگاه هستند در تأیید مشاهدات اخترفیزیکی مفید است. تکنیک‌های مشاهده‌ای جدید نیز می‌توانند در محیط آزمایشگاهی واجد شرایط باشند.

2. اعتبارسنجی دینامیک اخترفیزیکی

ارزش این خط از تلاش ها در آشکار شدن زیربنای پویا در کیهان نهفته است. بازآفرینی بیشتر شرایط اخترفیزیکی در محیط آزمایشگاهی دشوار است. خوشبختانه بسیاری از فرآیندهای اخترفیزیکی شامل پلاسما یا مغناطیسی هیدرودینامیک (MHD) هستند. که به طور کلی مقیاس پذیر هستند. نمونه های خوب جت های هیدرودینامیکی، تلاطم ها، شوک ها، ناپایداری ها و غیره هستند.

از طریق آزمایش‌های کنترل‌شده در آزمایشگاه‌ها و تعامل با شبیه‌سازی‌های رایانه‌ای، دینامیک پلاسما یا MHD را می‌توان به مقیاس‌های اخترفیزیکی و خارج از محدوده تنظیمات آزمایشگاهی گسترش داد.

3. بررسی فیزیک کیهانی بنیادی

به مشکلات فیزیکی می پردازد که پایه های آن هنوز ایجاد نشده است. مهمتر از آن، تعدادی از این مسائل، اگرچه برای کیهان شناسی بسیار اساسی و ضروری است، اما مشاهده در کیهان غیرممکن است.

اخترفیزیک: شاخه‌ای از علوم فضایی است که قوانین فیزیک و شیمی را برای توضیح تولد، زندگی و مرگ ستارگان، سیارات، کهکشان‌ها، سحابی‌ها و سایر اجرام در جهان به کار می‌برد. دارای دو علم نجوم و کیهان شناسی است و به همین دلیل خطوط بین آنها محو می شود.

بازیابی شتاب دهنده پلاسما در ده ها نانوثانیه

فناوری پلاسما این نوید را دارد که می‌تواند ذرات باردار را تا انرژی‌های بسیار بالا در فواصل بسیار کوتاه شتاب دهد - و بنابراین با هزینه‌های بسیار کمتر از امکانات امروزی در مقیاس کیلومتر. اما برای اینکه واقعاً کاربردی باشند، چنین دستگاه هایی باید نرخ تکرار خود را چندین مرتبه افزایش دهند.

محققان در آزمایشگاه DESY در آلمان، برای اینکه بفهمند این شتاب‌دهنده‌ها با چه سرعتی اصولاً می‌توانند کار کنند، مدت زمانی را که یک پلاسما طول می‌کشد تا حالت اولیه خود را پس از عبور یک پرتو ذرات با سرعت بالا، یک میدان بیداری در آن ایجاد کند، اندازه‌گیری کرده‌اند. نتیجه آنها: چند ده نانوثانیه - به اندازه کافی کوتاه برای برآوردن فرکانس های مگاهرتزی مورد نیاز برای سخت ترین برخورد دهنده های ذرات و منابع نور

شتاب دهنده در حال ظهور

شتاب‌دهنده‌های ویک‌فیلد پلاسما می‌توانند با شلیک پالس‌های لیزری بسیار شدید یا دسته‌های ذرات به داخل پلاسما و ایجاد نوسانات در الکترون‌های پلاسما در پشت آنها، گرادیان‌های میدان الکتریکی تا چندین گیگا ولت بر متر ایجاد کنند. ذرات باردار یا از داخل خود پلاسما یا تزریق شده از خارج می توانند مانند موج سواران روی موج آب در این مسیر حرکت کنند تا انرژی های بسیار بالایی را تنها در چند سانتی متر به دست آورند (به «گشت و گذار در ویکفیلد»، OPN، فوریه 2022 مراجعه کنید).

این شیب‌ها بسیار بالاتر از آن‌هایی هستند که در شتاب‌دهنده‌های معمولی مبتنی بر حفره‌های فرکانس رادیویی (RF) قابل دستیابی هستند، که سطوح آن‌ها بیش از یک قدرت میدان مشخص شروع به شکستن می‌کنند. به این ترتیب، دانشمندان در تلاش برای توسعه شتاب‌دهنده‌های مبتنی بر پلاسما برای برخورددهنده‌های ذرات باریک (مانند نسل بعدی ماشین‌های الکترون-پوزیترون)، و برای استفاده از لیزرهای الکترون آزاد (FELs) برای استفاده در تحقیقات، صنعت و پزشکی هستند. و به طور بالقوه می تواند در محوطه دانشگاه ها یا بیمارستان های فردی مستقر شود.

با این حال، میزان تکرار همچنان یک مانع بزرگ است. درخشندگی لازم برخورددهنده های ذرات و درخشندگی FEL ها مستلزم آن است که پالس های لیزری یا دسته های ذرات محرک یک شتاب دهنده پلاسما هزاران یا حتی میلیون ها بار در ثانیه تولید شوند. در مقابل، دستگاه‌های wakefield که تا به امروز توسعه یافته‌اند، معمولاً بیش از چند هرتز کار نمی‌کنند.

سیزدهمین مجموعه کنفرانس بین المللی در نور لیزر و برهمکنش با ذرات

سیزدهمین مجموعه کنفرانس بین المللی در

نور لیزر و برهمکنش با ذرات

سیزدهمین مجموعه کنفرانس بین المللی نور لیزر و برهمکنش با ذرات (LIP) - پیگیری ویژگی های ذرات نوری! توسط موسسه فیزیک آکادمی علوم لهستان (IF-PAS) در 21 تا 26 آگوست 2022، ورشو، لهستان سازماندهی شده است. با توجه به محدودیت های احتمالی سفر در تابستان امسال، برنامه ریزی شده است که کنفرانس ترکیبی باشد و مشارکت های سنتی سنتی و شرکت های از راه دور (از طریق کنفرانس ویدئویی) را ترکیب کند.

این کنفرانس بر تعاملات بین پرتوهای لیزر و ذرات، از تئوری تا عمل (دانلود بروشور)، به ویژه موضوعات اساسی زیر متمرکز است:

- روش های تعیین مشخصات ذرات (تداخل سنجی، پلاریمتری، طیفی، استاتیکی، دینامیکی...)

- پراکندگی میدان نزدیک، میدان دور و زمان حل شده (محاسبات، آزمایشات آزمایشگاهی...)

- پلاسمونیک ها، سایر تشدیدها و سوزاننده ها (کاوشگر، افزایش پراکندگی، مدل سازی...)

- ذرات و سنگدانه های شکل پیچیده (مورفولوژی، ترکیب، عاملی سازی...)

- چند رسانه پراکندگی و تصادفی (متراکم، متلاطم،...)

- اثرات مکانیکی نور (دستکاری ذرات، اندازه گیری نیرو، موچین نوری...)

- توضیحات پرتوهای لیزر (مشارکت پرتوهای صوتی و کوانتومی نیز مورد استقبال قرار می گیرد).

و دامنه های کاربردی:

- خصوصیات جریان دو و چند فازی (احتراق، اسپری، جریان حبابدار...)

- آئروسل و علوم جوی (هسته سازی، حمل و نقل، خصوصیات...)

- پلاسما و فیزیک ماده نرم (نانکریستالیت، کریستال کولن، کلوئیدها، سوسپانسیون ها، تجمع، و...)

- مهندسی نوری زیست پزشکی (دستکاری و خواص سلولی، میکرورئولوژی...)

- سنجش از دور و ارتباطات فضای آزاد (هولوگرافی، لیدار، آشفتگی...).

کتاب دستگاه های پلاسما و عملیات

Plasma Devices and Operations مقالات و نقدهای اصلی را در زمینه فناوری، مهندسی و برنامه های کاربردی پلاسما منتشر می کند.

موضوعات تحت پوشش عبارتند از:

منابع پلاسما و دستگاه های پلاسمای پالسی

شتاب دهنده های پلاسما

دستگاه های MHD

پلاسما برای لیزر و پلاسمای القا شده با لیزر

همجوشی کنترل شده، از جمله دستگاه های آزمایشی برای تحقیقات همجوشی و طراحی راکتور همجوشی

سیستم های آهنربایی برای محصور کردن پلاسما

سیستم های گرمایش پلاسما

لیزر برای همجوشی

چرخه سوخت و فناوری خلاء برای همجوشی

اولین اجزای دیوار و پلاسما

تشخیص پلاسما

مواد ساختاری برای همجوشی

همه مقالات پژوهشی منتشر شده در دستگاه‌ها و عملیات پلاسما، بر اساس غربالگری اولیه ویرایشگر و داوری ناشناس توسط داوران خبره، تحت بررسی دقیق همتایان قرار گرفته‌اند.