Penghantaran gelombang elektromagnet (cth, laser) dalam plasma adalah masalah asas dalam fizik plasma. Secara amnya, gelombang elektromagnet tidak boleh dihantar dalam plasma terlalu padat, tetapi penghantaran dan pemindahan tenaga mereka memainkan peranan penting dalam aplikasi seperti pelakuran laser pencucuhan pantas, pecutan zarah laser, dan sumber sinaran ultrashort dan ultrabright. 1996, Prof. SE Harris dari Universiti Stanford telah diilhamkan oleh konsep ketelusan teraruh elektromagnet (EIT) dalam fizik atom. Electromagnetically Induced Transparency (EIT) dalam fizik atom, Prof. SE Harris mencadangkan mekanisme Electromagnetically Induced Transparency (EIT) dalam plasma, iaitu, dengan bantuan pancaran cahaya laser frekuensi tinggi, cahaya laser frekuensi rendah, yang pada asalnya tidak boleh dihantar, boleh dihantar dalam plasma berketumpatan tinggi. Walau bagaimanapun, kajian seterusnya telah menunjukkan bahawa EIT tidak boleh berlaku dalam plasma sebenar dengan sempadan, tetapi kajian ini terhad kepada julat intensiti laser relativistik yang lemah.
Baru-baru ini, pasukan penyelidik Penyelidik Yutong Li di Institut Fizik, Akademi Sains China/Pusat Penyelidikan Kebangsaan untuk Fizik Bahan Pekat, Beijing, dan Profesor Weimin Wang di Jabatan Fizik, Universiti Renmin China, menggunakan perisian yang dibangunkan sendiri. Program simulasi zarah KLAPS, mendapati bahawa selepas laser frekuensi rendah insiden ke dalam plasma pada masa yang sama sebagai laser frekuensi tinggi dipertingkatkan secara relativistik, laser frekuensi rendah boleh menembusi ke dalam plasma ini; bagaimanapun, apabila polarisasi kedua-dua laser itu berserenjang, anomali ini Namun, apabila polarisasi kedua-dua pancaran laser itu berserenjang, fenomena penghantaran anomali ini hilang, sekali gus menolak kesan ketelusan relativistik biasa. Pasukan ini membangunkan model gandingan tiga gelombang pada keamatan cahaya relativistik, yang memberikan jalur laluan frekuensi di mana EIT berlaku. Di bawah keamatan cahaya relativistik, lebar jalur laluan ini adalah mencukupi untuk memastikan penghantaran stabil laser frekuensi rendah; walau bagaimanapun, di bawah keamatan cahaya relativistik yang lemah, jalur laluan mengecil ke titik terpencil, yang sukar untuk dikekalkan, dan ini menjelaskan mengapa kesan EIT tidak boleh berlaku dalam keadaan relativistik yang lemah dalam kajian terdahulu. Kerja ini menunjukkan bahawa kesan ketelusan teraruh elektromagnet yang berlaku dalam fizik atom juga boleh berlaku dalam fizik plasma. Fenomena ini boleh digunakan secara langsung pada pencucuhan perlanggaran dua kon (DCI) dan pelakuran laser pencucuhan pantas untuk meningkatkan kecekapan gandingan laser dan hasil elektron yang cepat.
Hasil penyelidikan telah diterbitkan pada 7 Februari 2024 dalam Surat Kajian Fizikal di bawah tajuk "Ketelusan Teraruh Elektromagnetik dalam Rejim Relativistik Kuat". Surat Semakan Fizikal). Tiehuai Zhang, pelajar PhD di Institut Fizik, Akademi Sains Cina (IPS), ialah pengarang pertama kertas kerja itu, manakala Prof. Weimin Wang dari Universiti Renmin China, Yutong Li dari IPS ialah pengarang yang sepadan, dan Ahli Akademik Jie Zhang ialah pengarang bersama. Topik penyelidikan ini datang daripada "Program Gabungan Laser Novel" Projek Perintis Strategik (Kelas A) Akademi Sains China, diketuai oleh Ahli Akademik Jie Zhang, dan disokong oleh Yayasan Sains Semula Jadi Kebangsaan China dan organisasi lain.
Rajah 1: [(a), (b)] Spektrum frekuensi medan laser yang dikumpul di belakang kawasan plasma bersempadan dan [(c), (d)] Evolusi bentuk gelombang medan laser yang ditapis dengan masa, di mana lengkung yang berbeza sepadan dengan kejadian pencampuran medan dua warna, gelombang pam semata-mata, dan gelombang frekuensi rendah semata-mata. (e), (f)] Evolusi bentuk gelombang medan laser yang ditapis dengan masa untuk kejadian pencampuran medan dua warna, di mana garis biru dan merah masing-masing sepadan dengan keselarian polarisasi dan keserenjangan. Garis atas dan bawah sepadan dengan dua tetapan awal ketumpatan tinggi dan rendah, masing-masing.
Rajah 2: Hubungan serakan cabang dominan gelombang Stokes yang diberikan oleh model analitikal untuk (a) persediaan berketumpatan tinggi berbanding (b) persediaan berketumpatan rendah, di mana jalur laluan yang lebih luas (diserlahkan dalam warna kuning terang) muncul. (c) Hasil simulasi PIC satu dimensi untuk keamatan cahaya yang berbeza selepas menetapkan nisbah ketumpatan plasma awal kepada ketumpatan kritikal berkesan dengan kedudukan jalur laluan EIT yang diberikan oleh model. (d) Hasil simulasi PIC dengan kedudukan jalur laluan yang diberikan oleh model untuk keamatan cahaya yang berbeza dan tetapan ketumpatan yang berbeza.
Rajah 3: Evolusi keamatan isyarat gelombang Stokes (garisan biru, paksi kiri), gelombang Stokes songsang (garis hitam, paksi kiri) dan gelombang pam (garisan merah, paksi kanan) berkenaan dengan kedudukan spatial, dengan plasma seragam diedarkan dalam selang 10λ0 < x < 30λ0 untuk keadaan awal. Plot (a)-(c) mempunyai keamatan cahaya yang sama dan ketumpatan awal yang berbeza (Plot (d) memberikan keputusan simulasi untuk kes relativistik lemah, yang konsisten dengan kesimpulan kajian terdahulu.
