雷射生成電漿中激震波表面擾動之實驗研究(3/3)

無碰撞激震波在天文物理、太空、甚至是實驗室電漿的各種現象中是無處不在的。目前普遍相信宇宙中的高能粒子或是宇宙射線是由無碰撞激震波所加速。在粒子加速的初始階段，或稱無碰撞激震波的注入過程，粒子必須回到激震波的上游，也因此粒子在激震波表面的反射於注入過程是不可或缺的。雖然有些解析與數值的研究說明了激震波表面的微擾與粒子的加速和反射有關，這些反射粒子可能引起若干激震波的不穩定與重新排列，並致使激震波表面產生微擾，然而在太空與宇宙中觀測這些現象是非常困難的。在此計畫中，我們在實驗上用雷射產生電漿，並藉由觀測反射或回流的粒子來研究激震波表面的微擾。我們著重在激震波馬赫數與磁場對於激震波表面的指向，其可由雷射能量與透過靶材和永久磁鐵的配置來控制。我們藉由光學診斷以及湯姆生散射觀測到激震波的影像與局域電漿的分量，並且利用電離子光譜儀來測量反射粒子的能量分布函數。我們闡明了激震波表面的微擾於激震波馬赫數與磁場之指向的相依性，以及激震波表面的微擾與粒子加速之關係。