Possibilities of the Phase-Contrast X-Ray Method in a Laboratory Astrophysical Experiment on the Study of Plasma Instabilities

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

In this paper, a computational-theoretical analysis of the possibilities of using the method of phase-contrast X-ray radiography for the study of low-contrast turbulent flows in laser plasma in experiments with astrophysical similarity is carried out. By modeling the passage of hard coherent X-ray radiation through test objects, we studied the parameters of a laboratory experiment that affect the contrast and resolution of the resulting phase-contrast images. The limiting scale for measuring the frequency-spatial spectrum of image power was determined, on which the manifestation of artifacts from the superimposition of diffraction effects from neighboring objects is not yet critical for the correct interpretation of the results. Optimal object-detector distances are found that provide resolution of the power spectrum of a turbulent flow on micron scales. These results are relevant for future laboratory experiments on the development of instabilities in plasma with astrophysical similarity up to the stage of energy dissipation.

About the authors

S. S. Makarov

Joint Institute for High Temperatures, Russian Academy of Sciences

Email: seomakarov28@gmail.com
Moscow, Russia

S. A. Pikuz

Joint Institute for High Temperatures, Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: seomakarov28@gmail.com
Moscow, Russia

References

  1. T. A. Pikuz, A. Y. Faenov, N. Ozaki, N. J. Hartley, et al., J. Appl. Phys. 120, 035901 (2016).
  2. L. Gaus, L. Bischoff, M. Bussmann, E. Cunningham, et al., Phys. Rev. Res. 3, 043194 (2021).
  3. T. Kluge, M. Rödel, J. Metzkes-Ng, A. Pelka, et al., Phys. Rev. X. 8, 31068 (2018).
  4. S. H. Glenzer, L. B. Fletcher, E. Galtier, B. Nagler, et al., J. Phys. B At. Mol. Opt. Phys. 49, 092001 (2016).
  5. В. В. Королев, Е. О. Васильев, И. Г. Коваленко, Ю. А. Щекинов, Астрон. журн. 92, 559–577 (2015).
  6. D. Ryutov, R. P. Drake, J. Kane, E. Liang, B. A. Remington, W. M. Wood-Vasey, Astrophys. J. 518, 821–832 (1999).
  7. É. Falize, C. Michaut, S. Bouquet, Astrophys. J. 730, 96 (2011).
  8. A. R. Miles, Astrophys. J. 696, 498–514 (2009).
  9. Crab Nebula, (available at http://www.nasa.gov/sites/default/files/images/430453main_crabmosaic_hst_big_full.jpg).
  10. S. R. Nagel, K. S. Raman, C. M. Huntington, S. A. Maclaren, et al., Phys. Plasmas. 24, 072704 (2017).
  11. A. Casner, G. Rigon, B. Albertazzi, T. Michel, et al., High Power Laser Sci. Eng. 6, e44 (2018).
  12. G. Rigon, B. Albertazzi, T. Pikuz, P. Mabey, et al., Nat. Commun. 12, 2679 (2021).
  13. M. J. E. Manuel, B. Khiar, G. Rigon, B. Albertazzi, et al., Matter Radiat. Extrem. 6, 026904 (2021).
  14. G. Rigon, A. Casner, B. Albertazzi, T. Michel, et al., Phys. Rev. E. 100, 021201 (2019).
  15. K. H. Kiyani, K. T. Osman, S. C. Chapman, Philos. Trans. R. Soc. A Math. Phys. Eng. Sci. 373, 20140155 (2015).
  16. B. Burkhart, A. Lazarian, V. Ossenkopf, J. Stutzki, A-strophys. J. 771, 123 (2013).
  17. A. S. Watson, C. W. Smith, A. V. Marchuk, M. R. Argall, C. J. Joyce, P. A. Isenberg, B. J. Vasquez, N. A. Schwadron, M. Bzowski, M. A. Kubiak, N. Murphy, Astrophys. J. 927, 43 (2022).
  18. P. Tzeferacos, A. Rigby, A. F. A. Bott, A. R. Bell, et al., Nat. Commun. 9, 591 (2018).
  19. T. G. White, M. T. Oliver, P. Mabey, M. Kühn-Kauffeldt, et al., Nat. Commun. 10, 1758 (2019).
  20. F. Fiuza, G. F. Swadling, A. Grassi, H. G. Rinderknecht, et al., Nat. Phys. 16, 916–920 (2020).
  21. L. Samoylova, A. Buzmakov, O. Chubar, H. Sinn, J. A-ppl. Crystallogr. 49, 1347–1355 (2016).
  22. O. Chubar, P. Elleaume, Conf. Proc. C 980622, 1177–1179 (1998).

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2.

Download (1MB)
3.

Download (2MB)
4.

Download (525KB)
5.

Download (1MB)
6.

Download (297KB)
7.

Download (162KB)
8.

Download (1MB)

Copyright (c) 2023 С.С. Макаров, С.А. Пикуз

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».