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    激光脉冲推动电子形成强磁场,相当于中子星表面的强度

    虽然强磁场是由中子星自然产生,但研究人员多年来一直在努力实现类似的结果。加州大学圣地亚哥分校机械与航天工程研究生王涛(Tao Wang)演示了如何利用固体材料内部的x射线激光,不仅能产生与中子星表面类似的超强磁场,还能探测到这种磁场。研究是在圣地亚哥超级计算机中心(SDSC)的Comet超级计算机以及德克萨斯高级计算中心(TACC)的Stampede和Stampede2上进行模拟的帮助下进行。

    激光脉冲推动电子形成强磁场,相当于中子星表面的强度

    所有资源都是国家科学基金项目“极限科学与工程发现环境”(XSEDE)的一部分。加州大学圣地亚哥雅各布工程学院机械和航天工程教授亚历克斯·阿雷菲耶夫(Alex Arefiev)说:

    (此处已添加圈子卡片,请到今日头条客户端查看)

    王涛的发现对发表的研究总体目标至关重要,我们的目标是发展对多束极端强度激光束如何与物质相互作用的基本理解。王、阿雷菲耶夫和同事使用了多个大型三维模拟、远程可视化和数据后处理来完成研究,这表明了强激光脉冲是如何由于其相对论强度而传播到致密材料中的。

    激光脉冲推动电子形成强磁场,相当于中子星表面的强度

    换句话说,当电子的速度接近光速时,它们的质量变得如此之重,以至于目标变得透明。由于其透明性,激光脉冲推动电子形成强磁场。这种强度相当于中子星表面的强度,中子星表面的强度至少是地球磁场强度的1亿倍,大约是超导磁体磁场强度的1000倍,这一发现发表在《等离子体物理学》上。现在已经完成了这项研究,正在一个叫做欧洲x射线自由电子激光器(XFEL)的独一无二设备上研究探测这种磁场的方法。

    激光脉冲推动电子形成强磁场,相当于中子星表面的强度

    这个设备包括一个3.4公里长的加速器,可以产生非常强烈的x射线闪光,供研究小组使用。位于德国Schenefeld的欧洲XFEL是Toma Toncian的工作场所,他在那里领导了Helmholtz国际束线的建设和调试,该束线用于高能密度仪器的极端领域。加州大学圣地亚哥分校和Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf之间卓有成效的合作为未来高冲击实验铺平了道路。从建造到调试再到首次实验,理论预测是及时的,向我们展示了如何进一步开发和充分利用仪器的能力。

    激光脉冲推动电子形成强磁场,相当于中子星表面的强度

    罗切斯特大学激光能量学实验室资深科学家、论文作者之一魏明生表示:在模拟工作中探索的创新微通道目标设计,可以用新型低密度聚合物泡沫材料来演示,这种材料的重量仅为微结构管中干燥空气的几倍。由于使用XFEL进行实验的结果数据集非常大,研究不可能在普通的台式机上进行。如果没有XSEDE超级计算机,不可能完成这项研究。研究小组使用超级计算机的努力依赖于SDSC高级可视化科学家阿米特·舒拉西亚(Amit Chourasia)的指导,他帮助研究人员建立了远程并行可视化工具。

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