Novo método revela estruturas nanométricas de plasma em múltiplas escalas

A compreensão das instabilidades e turbulência em plasma é um dos principais desafios na pesquisa de fusão nuclear, astrofísica e física de plasma-laser. Essas instabilidades podem causar variações sutis nas estruturas do plasma, transferindo energia entre estruturas de diferentes tamanhos.

Um grupo de pesquisadores liderado pelo assistente professor Masato Ota, do Instituto Nacional de Fusão, em colaboração com o Instituto de Engenharia de Laser da Universidade de Osaka, desenvolveu um método inovador que permite capturar estruturas de plasma em múltiplas escalas com alta resolução espacial e temporal.

Capturando múltiplas escalas em uma única pulsão X

Usando um novo método de dispersão de raios-X de ângulo pequeno sem barra de bloqueio, combinado com um laser livre-eletrônico de raio-X e um alvo de agrupamento microscópico, os pesquisadores conseguiram medir a colapso e a rarefação de plasma de alta densidade em uma ampla faixa de escalas espaciais - de 10 nm a 500 nm - com resolução temporal subpicosegundo.

Desvendando sinais ocultos pelo barra de bloqueio

No método tradicional de dispersão de raios-X de ângulo pequeno, a parte central do feixe é bloqueada para proteger a câmera dos raios-X intensos, permitindo a medição de padrões difrativos em torno dela. No entanto, isso impede a medição de sinais em regiões de ângulo extremamente pequenos.

O novo método sem barra de bloqueio usa um sistema de filtro de atenuação de luz composto por folhas metálicas ajustadas em espessura, tamanho e forma, ampliando a faixa de intensidade medida pela câmera X-ráio a mais de 100 vezes.