Prijenos elektromagnetskih valova (npr. lasera) u plazmi temeljni je problem u fizici plazme. Općenito, elektromagnetski valovi ne mogu se prenositi u pregustoj plazmi, ali njihov prijenos i prijenos energije igraju ključnu ulogu u primjenama kao što su laserska fuzija s brzim paljenjem, lasersko ubrzanje čestica i ultrakratki i ultrasjajni izvori zračenja. 1996., prof. SE Harris sa Sveučilišta Stanford bio je inspiriran konceptom elektromagnetski inducirane prozirnosti (EIT) u atomskoj fizici. Elektromagnetski inducirana prozirnost (EIT) u atomskoj fizici, prof. SE Harris predložio je mehanizam elektromagnetski inducirane prozirnosti (EIT) u plazmi, tj. uz pomoć snopa visokofrekventnog laserskog svjetla, niskofrekventnog laserskog svjetla, koje je koji se izvorno ne može prenijeti, može se prenijeti u plazmi visoke gustoće. Međutim, kasnije studije su pokazale da se EIT ne može dogoditi u stvarnoj plazmi s granicama, ali su te studije ograničene na slabi relativistički raspon intenziteta lasera.
Nedavno je istraživački tim istraživača Yutonga Lija s Instituta za fiziku Kineske akademije znanosti/Nacionalnog istraživačkog centra za fiziku kondenzirane tvari u Pekingu i profesora Weimina Wanga s Odsjeka za fiziku Sveučilišta Renmin u Kini, koristeći samorazvijeni Program za simulaciju čestica KLAPS otkrio je da nakon što niskofrekventni laser upadne u plazmu u isto vrijeme kad i relativistički pojačani visokofrekventni laser, niskofrekventni laser može prodrijeti u tu plazmu; međutim, kada je polarizacija dvaju lasera okomita, ovaj anomalni. Međutim, kada su polarizacije dviju laserskih zraka okomite, ovaj fenomen nepravilnog prijenosa nestaje, čime se isključuje zajednički relativistički učinak prozirnosti. Tim je razvio model trovalne sprege pri relativističkim intenzitetima svjetlosti, koji daje frekvencijski pojas u kojem se pojavljuje EIT. Pod relativističkim intenzitetom svjetlosti, širina ovog pojasa je dovoljna da osigura stabilan prijenos niskofrekventnih lasera; međutim, pod slabim relativističkim intenzitetom svjetlosti, propusni pojas se sužava na izoliranu točku, što je teško održati, i to objašnjava zašto se EIT efekt nije mogao pojaviti pod slabim relativističkim uvjetima u prethodnim studijama. Ovaj rad pokazuje da se elektromagnetski inducirani učinak prozirnosti koji se pojavljuje u atomskoj fizici također može pojaviti u fizici plazme. Ovaj se fenomen može izravno primijeniti na paljenje sudara s dvostrukim konusom (DCI) i lasersku fuziju s brzim paljenjem radi poboljšanja učinkovitosti spajanja lasera i brzog prinosa elektrona.
Rezultati istraživanja objavljeni su 7. veljače 2024. u časopisu Physical Review Letters pod naslovom "Electromagnetically Induced Transparency in the Strongly Relativistic Regime". Physical Review Letters). Tiehuai Zhang, doktorant na Institutu za fiziku Kineske akademije znanosti (IPS), prvi je autor rada, dok su prof. Weimin Wang sa Sveučilišta Renmin u Kini, Yutong Li s IPS-a odgovarajući autori i akademik Jie Zhang je koautor. Tema ovog istraživanja dolazi iz "Novalnog programa laserske fuzije" Strateškog pilot projekta (Razred A) Kineske akademije znanosti, koji vodi akademik Jie Zhang, a podržava Nacionalna zaklada za prirodne znanosti Kine i druge organizacije.
Slika 1: [(a), (b)] Frekvencijski spektri sakupljenog laserskog polja iza ograničenog područja plazme i [(c), (d)] Evolucija valnih oblika filtriranog laserskog polja s vremenom, gdje različite krivulje odgovaraju učestalost miješanja dvobojnog polja, čisto pumpanog vala i čisto niskofrekventnog vala. (e), (f)] Evolucija valnih oblika filtriranog laserskog polja s vremenom za miješanje upadnog dvobojnog polja, gdje plava i crvena linija odgovaraju polarizacijskom paralelizmu, odnosno okomitosti. Gornja i donja linija odgovaraju dvjema početnim postavkama visoke i niske gustoće.
Slika 2: Disperzijski odnosi dominantne grane Stokesovog vala dani analitičkim modelom za (a) postavu visoke gustoće u odnosu na (b) postavu niske gustoće, gdje se pojavljuje šira propusnost (istaknuta svijetlo žutom bojom). (c) Rezultati jednodimenzionalne PIC simulacije za različite intenzitete svjetlosti nakon fiksiranja omjera početne gustoće plazme i efektivne kritične gustoće s položajima pojasa prolaznosti EIT-a koje daje model. (d) Rezultati PIC simulacije s položajima propusnog pojasa koje daje model za različite intenzitete svjetlosti i različite postavke gustoće.
Slika 3: Evolucija intenziteta signala Stokesovog vala (plava linija, lijeva os), inverznog Stokesovog vala (crna linija, lijeva os) i vala pumpe (crvena linija, desna os) s obzirom na prostorni položaj, s plazmom ravnomjerno raspodijeljen u intervalu od 10λ0 < x < 30λ0 za početne uvjete. (Grafikoni (a)-(c) imaju isti intenzitet svjetlosti i različite početne gustoće. (Grafikon (d) daje rezultate simulacije za slabo relativistički slučaj, koji su u skladu sa zaključcima prethodnih studija.
