Spatial Structure of the Plasma Flows in the Magnetic Fields of Laser Plasma

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription or Fee Access

Abstract

The results of studying the spatial structure of the plasma flows that appear when a laser pulse of relativistic intensity (above 1018 W/cm2) is incident on the surface of a solid target are presented. The ring structure experimentally observed in the cross section of a plasma flow is shown to correspond to the toroidal equilibrium plasma configuration that appears in the strong magnetic fields of laser plasma. A model is proposed to describe astrophysical current jets consisting of a discrete sequence of toroidal equilibrium plasma structures.

About the authors

V. S Belyaev

Central Research Institute of Machine Building

Email: belyaev@tsniimash.ru
141070, Korolev, Moscow oblast, Russia

V. S Zagreev

Central Research Institute of Machine Building

Email: belyaev@tsniimash.ru
141070, Korolev, Moscow oblast, Russia

V. P Kraynov

Moscow Institute of Physics and Technology (State University)

Email: vpkrainov@mail.ru
141700, Dolgoprudny, Moscow oblast, Russia

A. P Matafonov

Central Research Institute of Machine Building

Author for correspondence.
Email: belyaev@tsniimash.ru
141070, Korolev, Moscow oblast, Russia

References

  1. Э. Прист, Т. Форбс, Магнитное пересоединение: магнитогидродинамическая теория и приложения, Физматлит, Москва (2005).
  2. А. Bykov et al., Month. Not. Roy. Astron. Soc. 292, 1 (1997).
  3. А. А. Быков, В. Ю. Попов, Вестник МГУ, cер. 3, физика, астрономия № 5, 7 (1999).
  4. В. С. Бескин, И. Ю. Калашников, Письма в астрон. ж. 46, 494 (2020).
  5. А. Chrysostomou, P. W. Lucas, and J. H. Hough, Nature 450, 71 (2007).
  6. E. C. Hansen, A. Frank, P. Hartigan, and S. V. Lebedev, Astrophys. J. 837, 143 (2017).
  7. https://astronews.ru/cgi-bin/mng.cgi?page=news& news=20211208052023
  8. F. Mertens et al., Astron. Astrophys. 595, 54 (2016).
  9. В. И. Крауз, К. Н. Митрофанов, А. М. Харрасов, И. В. Ильичев, В. В. Мялтон, С. С. Ананьев, В. С. Бескин, Астрон. ж. 98, 29 (2021).
  10. Физическая энциклопедия, т. 5, Советская энциклопедия, Москва (1998).
  11. Н. Н. Розанов, Диссипативные оптические солитоны, Физматлит, Москва (2011).
  12. А. Б. Борисов, В. В. Киселев, Нелинейные волны, солитоны и локализованные структуры в магнетиках, т. 2, Топологические солитоны, двумерные и трехмерные "узоры", УрО РАН, Екатеринбург (2011).
  13. Г. Николис, И. Пригожин, Самоорганизация в неравновесных системах: от диссипативных структур к упорядоченности через флуктуации, Мир, Москва (1979).
  14. В. И. Петвиашвили, О. А. Похотелов, Уединенные волны в плазме и атмосфере, Энергоатомиздат, Москва (1989).
  15. А. В. Аржанников, А. Д. Беклемишев, Вестник Новосиб. гос. ун-та, сер. физика 11, 107 (2016).
  16. А. А. Андреев и др., Письма в ЖЭТФ 79, 400 (2004).
  17. A. Puchov, Phys. Rev. Lett. 89, 3562 (2001).
  18. V. S. Belyaev, A. P. Matafonov, and B. V. Zagreev, Int. J. Mod. Phys. D 27, 1844002 (2018).
  19. В. С. Беляев, Г. С. Бисноватый-Коган, А. И. Громов и др., Астрон. ж. 95, 171 (2018).
  20. Y. Murakami et al., Phys. Plasmas 8, 4138 (2001).
  21. V. I. Krauz et al., Eur. Phys. Lett. 129, 15003 (2020).
  22. K. Krushelnick et al., Phys. Plasmas 7, 2055 (2000).
  23. M. Zepf et al., Phys. Rev. Lett. 90, 064801 (2003).
  24. M. Nakatsutsumi et al., Nature Comm. 9, 280 (2018).
  25. Ch. Wan et al., Nature Photon. 16, 519 (2022), https://doi.org/10.1038/s41566-022-01013-y.
  26. В. С. Беляев, Б. В. Загреев, А. Ю. Кедров и др., ЖЭТФ 160, 474 (2021).
  27. Л. Д. Ландау, Е. М. Лифшиц, Электродинамика сплошных сред, Наука, Москва (1982).
  28. В. Д. Шафранов, в сб. Вопросы теории плазмы, вып. 2, Госатомиздат, Москва (1963), с. 92-131.
  29. В. И. Ильгисонис, Классические задачи горячей плазмы, Курс лекций, серия <Высшая школа физики>, вып. 8, Изд. дом МЭИ, Москва (2015).
  30. В. С. Бескин, УФН 173, 1247 (2003).
  31. Л. Е. Захаров, В. Д. Шафранов, Вопросы теории плазмы, вып. 11, / под ред. М. А. Леонтовича и Б. Б. Кадомцева, Энергоиздат, Москва (1982), с. 118.
  32. А. С. Петухова, С. И. Петухов, Солнечно-земная физика 5, 74 (2019).
  33. Б. Б. Кадомцев, в сб. Вопросы теории плазмы, вып. 2, Госатомиздат, Москва (1963), с. 132-176.
  34. Л. И. Седов, Механика сплошной среды, т. 2, Наука, Москва (1970).
  35. А. Б. Михайловский, В. И. Петвиашвили, А. М. Фридман, Письма в ЖЭТФ 24, 53 (1976).
  36. В. С. Семенов и др., Вестник СПбГУ, cер. 4, вып. 2, c. 88 (2007).
  37. С. И. Сыроватский, УФН 62, 247 (1957).
  38. В. С. Беляев, КЭ34, 41 (2004).
  39. В. С. Беляев, В. П. Крайнов, В. С. Лисица, А. П. Матафонов, УФН 178, 823 (2008).
  40. В. С. Бескин, И. Ю. Калашников, Письма в астрон. ж. 46, 494 (2020).
  41. V. I. Krauz et al., Plasma Phys. 86, 905860607 (2020).
  42. V. I. Krauz et al., Eur. Phys. Lett. 129, 15003 (2020).
  43. В. И. Крауз и др., Физика плазмы 47, 829 (2021).
  44. https://pulse.mail.ru/article/magnitnoe-peresoedinenie-vpervye-v-laboratorii-6707078346611256767-6460601261263399841

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2023 Russian Academy of Sciences