شرح خبر

قطبش يك باريكه ليزري قوي را مي‌توان به صورت نظري توسط تركيب آن با يك باريكه دوم در  پلاسما كنترل كرد.

دستكاري قطبش نور (جهت ميدان الكتريكي نور) در بسياري از آزمايش‌هاي اپتيكي اهميت دارد. اما ليزرهاي پيشرفته چنان قوي هستند كه مي‌توانند ابزار معمولي ايجاد قطبش را تخريب كنند. پژوهش‌گران اكنون به صورت نظري نشان داده‌اند كه قطبش يك باريكه را مي‌توان توسط تركيب آن با يك باريكه ديگر درون پلاسما تغيير داد. يك ليزر قدرتمند مي‌تواند تجهيزات اپتيكي معمولي را با شكافتن الكترون‌ها به بيرون از اتم تخريب كند، اما پلاسما «از پيش شكافته» است و بيش از اين توسط باريكه‌هاي قوي شبيه به آنچه براي ايجاد انرژي همجوشي استفاده مي‌شود، تخريب نمي‌شود.

پژوهش‌گران تاسيسات ملي احتراق در آزمایشگاه ملی لارنس لیورمور در كاليفرنيا در تلاشند تا همجوشي را با استفاده از فشرده كردن يك گلوله سوخت با پالس‌هاي ليزرهاي بزرگ توليد كنند. براي چندين سال آن‌ها اين پرتو‌ها را تا حدي با استفاده از ساختارهاي القا شده توسط ليزر در پلاسما كه همچون آينه‌هاي با توان بالا عمل مي‌كنند، توانستند كنترل كنند. براي به‌دست آوردن كنترل بيشتر، پير مايكل  (Pierre Michel) و همكارانش در ليورمور تصميم بر دستكاري قطبش اين پرتو‌هاي قوي گرفتند. او مي‌گويد، كنترل قطبش ممكن است در نسل جديد شتاب‌دهنده‌هاي الكتروني فشرده كه با پلاسماي توليد شده توسط ليزر سر و كار دارند نيز مفيد واقع شود.

 192 ليزر قدرتمند به يك توپ سوخت كوچك در يك استوانه فلزي مي‌تابند تا گداخت هسته‌اي توليد كنند.

پژوهش‌گران از نظر نظري بررسي كردند كه چه اتفاقي براي يك باريكه «كاوشگر» در يك پلاسما مي‌افتد هنگامي‌كه با يك باريكه «پمپاژ» قوي برهم نهي كند كه تقريباً در همان جهت در يك صفحه افقي حركت مي‌كند. ميدان هر يك از باريكه‌ها به تنهايي دائماً الكترون‌ها و يون‌هاي پلاسما را مي‌كِشند و هُل مي‌دهند. از آنجا كه اين عمل به طور پيوسته و سريع جهت را عكس مي‌كند، هيچ نيروي ميانگيني وجود ندارد. هنگامي‌كه دو باريكه حضور دارند، آن‌ها در راستاي عرضي با هم تداخل مي‌كنند و  گره‌ها و شكم‌هايي را ايجاد مي‌كنند كه نواحي ثابت شدت ميدان الكتريكي كمينه و بيشينه هستند. تغييرات فضايي متناوب ميدان الكتريكي، يك تغيير ماندگار در چگالي پلاسما ايجاد مي‌كند. باريكه كاوشگر به ايجاد اين تغيير چگالي كمك مي‌كند اما همزمان ويژگي‌هاي باريكه نيز توسط آن تحت تاثير قرار مي‌گيرد.

اين تيم دو روش را براي استفاده از امواج چگالي به منظور اصلاح قطبش باريكه كاوشگر شرح مي‌دهند. در طرح اول فركانس پمپاژ به گونه‌اي انتخاب مي‌شود كه موج نور تركيب شده يك موج طبيعي را در پلاسما شبيه به موج صوت تحريك كند. تحليل‌ها پيش‌بيني مي‌كنند كه هنگامي‌كه باريكه‌ي كاوشگر در موج ِ چگالي ِ پلاسما باحضور باريكه‌ي پمپاژ حركت مي‌كند، فوتون‌هاي كاوشگر شروع به سازگار كردن فركانس و جهتشان با پمپاژ مي‌كنند به طوري‌كه يك باريكه كاوشگر ضعيف به جا مي‌گذارند. اما اين تغيير هنگامي رخ مي‌دهد كه قطبش باريكه‌هاي كاوشگر و پمپاژ موازي باشند. هر نور كاوشگري با قطبش عمودي بدون تغيير عبور مي‌كند به طوريكه ساختار پلاسما همچون يك فيلتر قطبنده معمولي عمل مي‌كند.

 

يك باريكه ليزر قوي (آبي) را مي‌توان به طور نظري با فرستادن در يك پلاسما و برهم‌كنش با يك باريكه قوي‌تر (قرمز) قطبيده كرد. پژوهش‌گران مي‌توانند اين چيدمان را براي دستكاري قطبش به روش‌هاي ديگر نيز استفاده كنند.

در طرح دوم، پمپاژ و كاوشگر به گونه‌اي انتخاب مي‌شوند كه فركانس يكسان داشته باشند. اين امر باعث مي‌شود نور كاوشگر قطبيده عمودي در مقايسه با قطبيده افقي كند شود. اين سرعت وابسته به قطبش را مي‌توان براي چرخاندن زاويه قطبش و يا مبادله نور قطبيده خطي (راستاي قطبش ثابت) با نور فطبيده دايروي (قطبش چرخان) استفاده كرد. باريكه‌هاي با قدرت كمتر به طور معمول با اين روش تغيير داده مي‌شوند كه از وسايلي به‌نام صفحات موج ساخته شده از كريستال‌هاي ناهمسانگرد استفاده مي‌شود.

مايكل مي‌گويد انتظار مي‌رود اين ايده‌هاي تئوري جديد در اوايل سال آينده به طور تجربي امتحان شوند. به گفته‌ي داستين فرولا (Dustin Froula) از دانشگاه روچستر در ايالت نيويورك، تيم «درجه يك» ليورمور در جايگاه خوبي براي ارزيابي دستگاه‌هاي نوين قرار گرفته است. او مي‌افزايد با افزايش درك برهم‌كنش‌هاي ليزر-پلاسما در سال‌هاي اخير «ما مي‌توانيم شروع به مهندسي اثرات آن‌ها به منظور كاربردهاي علمي خودمان كنيم.»

اين تحقيق در فيزيكال ريويو لترز به چاپ رسيده است.

 

منبع:

Using Plasma to Manipulate Light

درباره نویسنده:

دون مونرو  (Don Monroe) نويسنده علمي مستقل در موري هيل در نيوجرسي است.

 



نویسنده خبر: آزاده نعمتی
کد خبر :‌ 1617

آمار بازدید: ۴۴۷
همرسانی این خبر را با دوستان‌تان به اشتراک بگذارید:
«استفاده از اخبار انجمن فیزیک ایران و انتشار آنها، به شرط
ارجاع دقیق و مناسب به خبرنامه‌ی انجمن بلا مانع است.»‌


صفحه انجمن فیزیک ایران را دنبال کنید




حامیان انجمن فیزیک ایران   (به حامیان انجمن بپیوندید)
  • پژوهشگاه دانش‌های بنیادی
  • دانشگاه صنعتی شریف
  • دانشکده فیزیک دانشگاه تهران

کلیه حقوق مربوط به محتویات این سایت محفوظ و متعلق به انجمن فیریک ایران می‌باشد.
Server: Iran (45.82.138.40)

www.irandg.com