超强激光科学卓越创新简报

(第三百六十三期)

2023年2月21日

神光II装置在实验室天体物理实验研究方面取得重要成果

　　近日，在中国科学院上海光学精密机械研究所（简称上海光机所）的“神光Ⅱ”高功率激光物理综合实验平台上开展的实验室天体物理实验取得重要进展，以“Turbulent magnetic reconnection generated by intense lasers”为题在线发表在Nature Physics上。该成果由仲佳勇教授带领的北京师范大学天文系、天文与天体物理前沿科学研究所科研团队完成，首次在实验室条件下实现激光驱动等离子体湍流磁重联过程。

　　2010年，仲佳勇教授的研究团队利用上海光机所“神光Ⅱ”装置巧妙的构造了激光等离子体磁重联拓扑结构，成功模拟了太阳耀斑中环顶X射线源和重联喷流，该项工作开辟了实验室天体物理研究的新领域，并获得了2011年度中国科学十大进展（Nature Physics 6, 984）。

　　此次实验，研究团队利用“神光Ⅱ”装置的四路激光与固体靶相互作用，通过增加激光打靶点的方法来增长磁重联电流片进而实现等离子体湍流磁重联，形成了具有微扰特征的大尺度等离子体磁环，首次观测到相互作用区形成的电流片呈现碎片化结构，并发现该功率谱与太阳耀斑小尺度湍流一致。该研究对理解太阳耀斑高能粒子起源和加速过程具有重要意义。

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图1 神光II装置湍流磁重联实验，a.实验布置，b、c不同长度重流电流片光学阴影特征，d、e对应功率谱符合典型磁化等离子体湍流幂律谱特征。