مغناطیسی، گرمایش، چگالی، باریکه

(24)
که در آن Z عدد اتمی می باشدΛ ناشی از مقاومت ویژه Sptizer می باشد واز n_c=Zn_a استفاده کرده ایم.
n_a چگالی تعداد اتم می باشد که در میان جامدات کمی فرق می کند.با حل کردن شرایط مربوط به میدان مغناطیسی برای اینکه از نظر عددی مثبت باشد، نشان می دهد که پارامتر گرمایش بایستی تقریباً12 مرتبه بیشتر از مقدار تعیین شده توسط معادله (24) باشد. به عنوان مثال،از معادله (24) برای تعیین شرایط حاکم بر شدت لیزر به عنوان مثال هدف برای آلومینیومی از جذب 30% درصد، مدت ضربان لیزری 1 ps و طول موج 1 μm ، که پارامترهای استفاده شده در اکثر مدلسازی عددی و بسیاری از آزمایش های مربوطه می باشند بهره خواهیم برد. برای مقاومت ویژه اولیه از مقدار ماکزیمم اندازه گیری شده تقریباً ≈2 μ Ωm را استفاده می کنیم،[63] فرض می کنیم که گرمایش تا این نقطه بسیار سریع تر باشد و 1nΛ را فرض می کنیم برابر 10 باشد. طبق این دریافتیم که شدت بایستی بیشتر از 1.6×〖10〗^22 Wm^(-2) برای میدان الکتریکی باشد تا اینکه شروع به کاهش کند و بیشتر از 2.0×〖10〗^23 Wm^(-2) برای میدان مغناطیسی باشد تا اینکه علامت تغییر کند. این مقادیر بایستی بصورت تخمین هایی برای شدت های میانگین در نظر گرفته شوند که این تاثیرات برای شروع مهم خواهند بود. ما همچنین می توانیم مقیاس بندی میدان ها را با پارامترهای لیزری برای مقاومت ویژه Sptizer در ناحیه گرمایش قوی ارائه دهیم.
E∝ f_abs^(-1/5) I^(-1/10) λ^(1/5) t^(-3/5), (25)
B∝ f_abs^(-1/5) I^(-1/10) λ^(1/5) t^(2/5) R^(-1), (26)
برطبق این مشاهده می کنیم که میدان ها با افزایش یافتن شدت شروع به کاهش خواهند کرد، اما به طور خیلی آهسته اشباع موثر در ایجاد میدان پر شدت دخیل است. اوج اشباع منفی، میدان مغناطیسی در مدلسازی عددی در قله شدت 5×〖10〗^23 Wm^(-2) مشاهده شده است که با ارزیابی های شدت بالا سازگار می باشد. قوی ترین مقیاس بندی با در نظر گرفتن زمان می باشد، میدان الکتریکی به موقع کاهش می یابد و میدان مغناطیسی افزایش می یابد، اما با علامت مخالف با آن در ابتدا ایجاد می شود این دوباره نشان می دهد که انتقال الکترون سریع قویاً توسط مدت ضربان تحت تاثیر قرار خواهد گرفت.
چرخش معکوس میدان مغناطیسی مهم ترین تغییر در ایجاد میدان برای این ناحیه می باشد. آن بر روی انبساط و میان تهی کردن باریکه عمل خواهد کرد. ایجاد میدان مغناطیسی مثبت می تواند در شکل 4 مشاهده شود. آن نزدیک محور شروع می شود و به طرف بیرون حرکت می کند، زمانیکه چگالی جریان بر روی محور بیشترین می باشد. (معادله 17) شخصی می تواند به آسانی تصور کند که باریکه به انبساط یافتن حلقه ها تبدیل می شود، به سمت بیرون از مرکز فشار داده می شود وبه طرف داخل در لبه فشرده می شود.
نقطه دیگر برای اشاره به شکل 4 می باشد که قله منفی در میدان مغناطیسی به افزایش یافتن ادامه می دهد.
زمانیکه مقاومت بصورت خطی یا سریع تر با دما کاهش می یابد این میدان مغناطیسی به ازای چگالی جریان پایین نگه داشته شده به مدت طولانی به بالاترین حد می رسد که به شدت های لیزری پایین و مدت های طولانی ضربه تبدیل می شود. در نتیجه، افزایش در میدان مغناطیسی با مدت ضربان سرانجام توسط پخش مغناطیسی محدود خواهد شد. کاهش یافتن میدان مغناطیسی و ایجاد میدان مغناطیسی مثبت نزدیک محور به طور سازگار در همه نتایج عددی ما مشاهده شده است. [43,46,49-52]آن تشخیص داده شد که حد تنگش منجر به باریکه الکترونی سریع می شود که دقیقاً شعاع را ثابت نگه می دارد.که این با ارزیابی های موجود در بالا سازگار می باشد، علی رغم اینکه نتایج عددی برای شدت های میانگین بیشتر از 〖10〗^22 Wm^(-2) می باشند.[44] نشانه های میان تهی کردن باریکه دوباره در شدت سازگار با ارزیابی برای ایجاد میدان مغناطیسی مثبت مشاهده شده است، اما آن به طور مفصل بررسی نشد. قله مثبت در نتایج عددی باعث می شود بسیار دقیق باشد و نزدیک محور بر خلاف آن در شکل 4 متمرکز شود این احتمالاً بخاطر تنگش اولیه می باشد. که قله تیز جریان بر روی محور تولید می کند و مطابق با واقعیتی که مقاومت های ویژه بکاربرده شده فقط سریع تر بطور خطی با دما در دماهای بالا کاهش می یابند.
تغییر در ایجاد میدان مغناطیسی می تواند تعدادی از نتایج آزمایشی را توضیح دهد. Clark و همکارانش [65]شکل گیری پلاسمای حلقوی در عقب هدف ها را در شدت های 〖10〗^24 Wm^(-2) گزارش کردند ( طرف مقابل دور از لیزر) ، در حالیکه در شدت های 〖10〗^23 Wm^(-2) فورانی(جتی) محدود از پلاسما مشاهده شد.[67] این می تواند توسط فشرده سازی باریکه در شدت پایین تر توضیح داده شود[67]، که روشی برای میان تهی کردن باریکه در شدت بالاتر را نشان می دهد. شدت ها مجدداً در راستای ارزیابی های بالا می باشند. در نتیجه معادله (24) قویاً با جذب فرق می کند که در آزمایش ها شناخته شده نمی باشد. آن همچنین ممکن است بخاطر این باشد که میدان الکتریکی نفوذ باریکه را در جلوی محور کاهش می دهد همان طور که در بالا بحث شد. بنابراین این تاثیر ناپایدار خواهد داشت، در نتیجه بنظر می رسد احتمالاً توضیح کمتری داشته باشد. Clark و همکارانش [65]نیز گزارش کردند که حلقه های پروتونی که در شدت پایین تر مشاهده شده اند با دیسک ها تعویض شده اند.[61] در آزمایش قبلی، پروتون ها از عقب در زاویه های مشخص تعیین شده بواسطه انرژی اشان آنها به بیرون فرستاده شدند، کمتر شدن انرژی به واسطه بزرگتر شدن زاویه، شکل گیری حلقه ها را بر روی شناساگر می دهد. این توسط پروتون هایی که ازهدف مورد نظر عبور می کنند توسط میدان مغناطیسی منفی ایجاد شده توسط یک باریکه الکترون سریع توصیف می شود. ناپدید شدن حلقه ها برای شدت های بالاتر نیز با کاهش نهایی و چرخش معکوس میدان مغناطیسی به دلیل گرمایش هدف سازگار می باشد. تفاوت ها در ناحیه های گرمایش می تواند تفاوت های آشکار بین نتایج قبلی Clark و همکارانش و نتایج snavely و همکارانش را توضیح دهد.[69] اوج حلقوی در گرمایش هدف توسط Koch و همکارانش گزارش شد [68] که بنظر می رسد مستقیماً این نتیجه بخاطر شعاع بزرگ آن قابل توضیح نمی باشد.
انبساط ناحیه میدان مغناطیسی مثبت، که می تواند در شکل 4 مشاهده شود، برای رسیدن به چنین شعاع بزرگی در طول ضربان لیزری بسیار آهسته می باشد و نتایج عددی همیشه ناحیه کوچکتری از میدان مغناطیسی مثبت را نشان داده اند. نتایج کاهش نهایی در میدان الکتریکی با چگالی جریان برای مقاومت ویژه اسپیتزر توسط تعدادی از نویسندگان بررسی شده است. نتایج ها نشان می دهد که این بررسی ها زمانیکه مقاومت ویژه با دما سریع تر به طور خطی کاهش می یابد بکار می رود.
Haines [69] بیان کرد که کاهش در میدان الکتریکی جریان بیشتری برای جریان پیدا کردن با افزایش گرمایش و در نتیجه کاهش بیشتر میدان الکتریکی اجازه خواهد داد، که منجر به ناپایداری می شود که او آنرا ناپایداری الکتریکی حرارتی نامگذاری کرد.
اگرچه، زمانیکه میدان مغناطیسی باعث می شود الکترون های سریع دور از نواحی با مقاومت ویژه کم هل داده شوند و آن جریان رسانش می باشد که افزایش می یابد نه جریان الکترون سریع.
Bataniو همکارانش [53] مقیاس بندی میدان الکتریکی و عمق نفوذ معادله (2) با چگالی هدف مورد نظر را بررسی کرد. این از طریق عبارت ظرفیت گرمایی C (معادله (9)) وارد معادله های ما می شود و همان نتیجه ای را که آنها گرفتند بدست می آوریم.
مقیاس های میدان الکتریکی بصورت E∝n_b^(3/5) مقیاس بندی می شود (معادله 20) در نتیجه عمق نفوذ بایستی به صورت L∝n_b^(-3/5) مقیاس بندی شود. آنها دریافتند که این نتایج با نتایج آزمایشی آنها در مورد انتشار الکترون سریع از طریق حباب های با چگالی های متفاوت سازگار می باشد که بصورت L∝n_b^(-0.5) نشان داده می شود.
با بکارگیری معادله (24) به همراه پارامترهایشان نشان داده می شود که میدان الکتریکی بایستی شروع به تغییر علامت بخاطر بالاترین چگالی بکاربرده شده کند و آن تاثیرات فوی گرمایش را به وضوح بر نتایجی حاکم بر کمترین چگالی بکاربرده شده غالب خواهد کرد. بنابراین تغییر آهسته تر در عمق نفوذ با چگالی پیش بینی شده توسط نتایج گرمایش قوی ممکن است پیش بینی شود.
تاثیر میدان مغناطیسی بر عمق نفوذ پیچیده می شود. معمولاً آن عمق نفوذ را کاهش می دهد.[49] در نتیجه همانطور که میدان مغناطیسی شروع به کاهش می کند عمق نفوذ می تواند افزایش یابد. اما زمانیکه میدان مغناطیسی مثبت شروع به تولید می کند آن مجدداً شروع به کاهش خواهد کرد. Glinsky [54] مقیاس بندی عمق نفوذ را با در نظر گرفتن زمان بررسی کرد. در زمان های بعد او مقیاس بندی 〖a t〗^(3/5) را بدست آورد، همان طور که از معادله (25) هم پیش بینی خواهد شد.
سرانجام نتایج را برای ارزیابی کردن پارامترهای مورد نیاز باریکه برای احتراق سریع توسط گرمایش

مطلب مرتبط :   سیاست، بینالمللی، بازیگران، سازمانهای