Elektromanyetik dalgaların (örneğin lazerlerin) plazmada iletimi, plazma fiziğinde temel bir problemdir. Genel olarak elektromanyetik dalgalar aşırı yoğun plazmalarda iletilemez, ancak bunların iletimi ve enerji transferi, hızlı ateşlemeli lazer füzyonu, lazer parçacık hızlandırması ve ultra kısa ve ultra parlak radyasyon kaynakları gibi uygulamalarda önemli bir rol oynar. 1996, Stanford Üniversitesi'nden Prof. SE Harris, atom fiziğindeki elektromanyetik olarak indüklenen şeffaflık (EIT) kavramından ilham aldı. Atom fiziğinde Elektromanyetik Olarak İndüklenen Şeffaflık (EIT), Prof. SE Harris, plazmada Elektromanyetik Olarak İndüklenen Şeffaflık (EIT) mekanizmasını, yani yüksek frekanslı lazer ışığı, düşük frekanslı lazer ışığı yardımıyla önerdi. Başlangıçta iletilemeyen, yüksek yoğunluklu bir plazmada iletilebilir. Ancak daha sonraki çalışmalar, EIT'nin sınırları olan gerçek plazmalarda oluşamayacağını, ancak bu çalışmaların zayıf göreceli lazer yoğunluğu aralığıyla sınırlı olduğunu göstermiştir.
Son zamanlarda, Çin Bilimler Akademisi/Ulusal Yoğun Madde Fiziği Araştırma Merkezi, Pekin Fizik Enstitüsü'nden Araştırmacı Yutong Li ve Çin Renmin Üniversitesi Fizik Bölümü'nden Profesör Weimin Wang'dan oluşan bir araştırma ekibi, kendi geliştirdikleri yöntemi kullanarak, KLAPS parçacık simülasyon programı, düşük frekanslı bir lazerin göreceli olarak yoğunlaştırılmış bir yüksek frekanslı lazerle aynı anda bir plazmaya çarpmasından sonra, düşük frekanslı lazerin bu plazmaya nüfuz edebildiğini buldu; ancak iki lazerin polarizasyonu dik olduğunda bu anormallik ortaya çıkar. Bununla birlikte, iki lazer ışınının polarizasyonu dik olduğunda bu anormal iletim olgusu ortadan kalkar ve böylece ortak göreli şeffaflık etkisi ortadan kalkar. Ekip, göreli ışık yoğunluklarında, EIT'nin meydana geldiği frekans geçiş bandını veren üç dalgalı bir birleştirme modeli geliştirdi. Göreli ışık yoğunluğu altında, bu geçiş bandının genişliği, düşük frekanslı lazerlerin kararlı iletimini sağlamak için yeterlidir; ancak zayıf göreli ışık yoğunluğu altında geçiş bandı izole bir noktaya kadar daralır ve bunun sürdürülmesi zordur ve bu, önceki çalışmalarda EIT etkisinin neden zayıf göreli koşullar altında ortaya çıkamadığını açıklamaktadır. Bu çalışma, atom fiziğinde meydana gelen elektromanyetik olarak indüklenen şeffaflık etkisinin plazma fiziğinde de oluşabileceğini göstermektedir. Bu olgu, lazer birleştirme verimliliğini ve hızlı elektron verimini artırmak için çift konili çarpışma ateşlemesine (DCI) ve hızlı ateşlemeli lazer füzyonuna doğrudan uygulanabilir.
Araştırma sonuçları 7 Şubat 2024'te Physical Review Letters'da "Güçlü Göreli Rejimde Elektromanyetik Olarak Uyarılan Şeffaflık" başlığı altında yayınlandı. Fiziksel İnceleme Mektupları). Çin Bilimler Akademisi (IPS) Fizik Enstitüsü'nde doktora öğrencisi olan Tiehuai Zhang, makalenin ilk yazarıdır; Çin Renmin Üniversitesi'nden Prof. Weimin Wang, IPS'den Yutong Li ve Akademisyen Jie Zhang ortak yazardır. Bu araştırmanın konusu, Akademisyen Jie Zhang liderliğindeki, Çin Ulusal Doğa Bilimleri Vakfı ve diğer kuruluşlar tarafından desteklenen Çin Bilimler Akademisi Stratejik Pilot Projesinin (A Sınıfı) "Yeni Lazer Füzyon Programı"ndan gelmektedir.
Şekil 1: Sınırlı plazma bölgesinin arkasında toplanan lazer alanının [(a), (b)] frekans spektrumları ve [(c), (d)] Farklı eğrilerin karşılık geldiği, filtrelenmiş lazer alanı dalga formlarının zamanla gelişimi iki renkli alan karışımının, tamamen pompalanan dalganın ve tamamen düşük frekanslı dalganın görülme sıklığı. (e), (f)] Mavi ve kırmızı çizgilerin sırasıyla polarizasyon paralelliğine ve dikliğine karşılık geldiği iki renkli alan karışımı için filtrelenmiş lazer alanı dalga biçimlerinin zamanla gelişimi. Üst ve alt çizgiler sırasıyla yüksek ve düşük yoğunluktaki iki başlangıç ayarına karşılık gelir.
Şekil 2: (a) yüksek yoğunluklu kuruluma karşı (b) daha geniş bir geçiş bandının (parlak sarı renkle vurgulanmıştır) göründüğü düşük yoğunluklu kurulum için analitik model tarafından verilen Stokes dalgasının baskın dalının dağılım ilişkileri. (c) Model tarafından verilen EIT geçiş bandı konumlarıyla başlangıç plazma yoğunluğunun etkin kritik yoğunluğa oranı sabitlendikten sonra farklı ışık yoğunlukları için tek boyutlu PIC simülasyon sonuçları. (d) Farklı ışık yoğunlukları ve farklı yoğunluk ayarları için model tarafından verilen geçiş bandı konumlarıyla PIC simülasyon sonuçları.
Şekil 3: Stokes dalgasının (mavi çizgi, sol eksen), ters Stokes dalgasının (siyah çizgi, sol eksen) ve pompa dalgasının (kırmızı çizgi, sağ eksen) sinyal yoğunluğunun plazmanın eşit şekilde uzaysal konuma göre gelişimi başlangıç koşulları için 10λ0 < x < 30λ0 aralığında dağıtılır. ((a)-(c) grafikleri aynı ışık yoğunluğuna ve farklı başlangıç yoğunluklarına sahiptir. ((d) grafiği, önceki çalışmaların sonuçlarıyla tutarlı olan, zayıf göreli durum için simülasyon sonuçlarını verir.
