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Accès ouvert déclaré 2025 preprint

Multi-messenger dynamic imaging of laser-driven shocks in water using a plasma wakefield accelerator

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Résumé fourni par la source

Abstract Understanding dense fuel hydrodynamics is critical for predicting burning plasma behavior in laser-driven inertial confinement fusion. Traditional diagnostic sources face many limitations in brightness, spatio-temporal resolution, and their ability to capture kinetic effects and electromagnetic fields influencing interaction dynamics. We present a dual-probe, multi-messenger laser wakefield accelerator system, combining ultrafast X-rays and relativistic electron beams at 1~Hz, to interrogate a free-flowing water target in vacuum heated by an intense 200~ps laser pulse. This unique scheme enables high-repetition-rate tracking of the interaction evolution utilizing both particle types. Betatron X-rays revealed a cylindrically symmetric shock compression morphology assisted by low-density vapor, resembling foam-layer-assisted fusion targets. The synchronized electron beam detected time-evolving electromagnetic fields, uncovering charge separation effects and ion species differentiation during plasma expansion – phenomena not captured by photons or standard hydrodynamic simulations. This multi-messenger approach highlights the need for hybrid physics models that integrate the detailed insights from both probes, spanning kinetic to hydrodynamic effects, to accurately predict fusion-relevant plasma dynamics from femtosecond to nanosecond timescales.

Ce résumé expose les affirmations des auteurs. BNTIC ne l’interprète pas comme une validation indépendante des résultats.

Contrôle bibliographique ouvert

DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.

Titre Crossref
Multi-messenger dynamic imaging of laser-driven shocks in water using a plasma wakefield accelerator
Date Crossref
04/02/2025
Éditeur
Springer Science and Business Media LLC
Type
posted-content

Ce recoupement confirme des métadonnées liées au DOI. Il ne confirme ni la méthode ni les conclusions de l’étude et ne compte pas comme une seconde source scientifique indépendante.

Institutions déclarées

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Sujets associés

Laser-induced spectroscopy and plasmaLaser-Plasma Interactions and DiagnosticsPlanetary Science and Exploration

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