【摘 要】
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无碰撞冲击波普遍存在于天体的对流等离子体系统中,例如在超新星爆炸的抛射物质和周围的星际介质相互作用,太阳风穿过周围的介质时都观测到了冲击波的产生。普遍认为它与
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无碰撞冲击波普遍存在于天体的对流等离子体系统中,例如在超新星爆炸的抛射物质和周围的星际介质相互作用,太阳风穿过周围的介质时都观测到了冲击波的产生。普遍认为它与高能粒子的产生以及宇宙射线的起源存在密切的联系。实验上利用对流等离子体系统观测到了一对冲击波的产生和背向传播的演化过程。该对流等离子体是利用上海神光二号(SG-Ⅱ)激光装置的八路激光对称打靶产生的。实验结果显示：观测到的冲击波的厚度(～500 μm)远远小于离子-离子平均自由程(～11-500 mm),所以该冲击波是无碰撞机制产生的。根据无碰撞静电冲击波的理论模型,我们可以估算出冲击波的厚度大约460 μm,这和实验测量结果一致。相应的PIC模拟也验证了这一结论的正确性。模拟结果显示：在对流等离子体的对穿区域会产生一个很强的静电场,相应的静电势远远大于入射离子的动能,因此离子会被该静电势束缚住,产生密度堆积,形成冲击波,同时部分的入射离子会以两倍的冲击波速度反射(加速)回到上游。另外,实验也表明,伴随着对流等离子体对穿深度的增加,冲击波的强度会被增强,这主要是由初始的上下游的密度不同导致的。这样的一个正反馈机制可能也是解释实验上冲击波能稳定存在很长一段时间的主要原因。
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