Prenos elektromagnetnih valov (npr. laserjev) v plazmi je temeljni problem v fiziki plazme. Na splošno elektromagnetnih valov ni mogoče prenesti v pregosto plazmo, vendar imata njihov prenos in prenos energije ključno vlogo pri aplikacijah, kot so laserska fuzija s hitrim vžigom, lasersko pospeševanje delcev ter ultrakratki in ultrasvetli viri sevanja. 1996 je profesorja SE Harrisa z univerze Stanford navdihnil koncept elektromagnetno inducirane prosojnosti (EIT) v atomski fiziki. Elektromagnetno inducirana prosojnost (EIT) v atomski fiziki je prof. SE Harris predlagal mehanizem elektromagnetno inducirane prosojnosti (EIT) v plazmi, tj. s pomočjo žarka visokofrekvenčne laserske svetlobe nizkofrekvenčna laserska svetloba, ki se prvotno ne more prenašati, se lahko prenaša v plazmi z visoko gostoto. Vendar so poznejše študije pokazale, da se EIT ne more pojaviti v pravi plazmi z mejami, vendar so te študije omejene na šibek relativistični obseg laserske intenzivnosti.
Pred kratkim je raziskovalna skupina raziskovalca Yutonga Lija na Inštitutu za fiziko Kitajske akademije znanosti/Nacionalnega raziskovalnega centra za fiziko kondenziranih snovi v Pekingu in profesorja Weimina Wanga na oddelku za fiziko kitajske univerze Renmin z uporabo lastnorazvitega Program za simulacijo delcev KLAPS je ugotovil, da potem ko nizkofrekvenčni laser vpade v plazmo hkrati z relativistično intenziviranim visokofrekvenčnim laserjem, lahko nizkofrekvenčni laser prodre v to plazmo; ko pa je polarizacija obeh laserjev pravokotna, ta nenormalen. Ko pa sta polarizaciji obeh laserskih žarkov pravokotni, ta nepravilni prenosni pojav izgine in tako izključi skupni relativistični učinek prosojnosti. Ekipa je razvila trivalovni sklopitveni model pri relativističnih svetlobnih intenzitetah, ki daje frekvenčni pas, v katerem se pojavi EIT. Pod intenzivnostjo relativistične svetlobe je širina tega prepustnega pasu zadostna, da zagotovi stabilen prenos nizkofrekvenčnih laserjev; vendar se pod šibko relativistično intenzivnostjo svetlobe prepustni pas zoži na izolirano točko, ki jo je težko vzdrževati, in to pojasnjuje, zakaj se učinek EIT ni mogel pojaviti pod šibkimi relativističnimi pogoji v prejšnjih študijah. To delo kaže, da se elektromagnetno povzročen učinek prosojnosti, ki se pojavi v atomski fiziki, lahko pojavi tudi v fiziki plazme. Ta pojav je mogoče neposredno uporabiti za vžig s trkom z dvojnim stožcem (DCI) in lasersko fuzijo s hitrim vžigom za izboljšanje učinkovitosti laserske sklopitve in hitrega izkoristka elektronov.
Rezultati raziskave so bili objavljeni 7. februarja 2024 v Physical Review Letters pod naslovom "Electromagnetically Induced Transparency in the Strongly Relativistic Regime". Physical Review Letters). Tiehuai Zhang, doktorski študent na Inštitutu za fiziko Kitajske akademije znanosti (IPS), je prvi avtor prispevka, medtem ko so prof. Weimin Wang s kitajske univerze Renmin, Yutong Li iz IPS ustrezni avtorji in akademik Jie Zhang je soavtor. Tema te raziskave izhaja iz "novega programa laserske fuzije" strateškega pilotnega projekta (razred A) Kitajske akademije znanosti, ki ga vodi akademik Jie Zhang in podpirajo Nacionalna naravoslovna fundacija Kitajske in druge organizacije.
Slika 1: [(a), (b)] Frekvenčni spektri zbranega laserskega polja za omejenim območjem plazme in [(c), (d)] Razvoj valovnih oblik filtriranega laserskega polja s časom, kjer različne krivulje ustrezajo pojav mešanja dvobarvnega polja, čisto črpanega vala in čisto nizkofrekvenčnega vala. (e), (f)] Razvoj filtriranih valovnih oblik laserskega polja s časom za mešanje vpadnega dvobarvnega polja, kjer modra in rdeča črta ustrezata polarizacijski vzporednosti oziroma pravokotnosti. Zgornja in spodnja črta ustrezata dvema začetnima nastavitvama visoke oziroma nizke gostote.
Slika 2: Disperzijska razmerja prevladujoče veje Stokesovega vala, podana z analitičnim modelom za (a) postavitev z visoko gostoto v primerjavi z (b) postavitev z nizko gostoto, kjer se pojavi širši prepustni pas (označen s svetlo rumeno). (c) Rezultati enodimenzionalne simulacije PIC za različne jakosti svetlobe po določitvi razmerja med začetno gostoto plazme in efektivno kritično gostoto s položaji prepustnega pasu EIT, ki jih podaja model. (d) Rezultati simulacije PIC s položaji prepustnega pasu, ki jih poda model za različne jakosti svetlobe in različne nastavitve gostote.
Slika 3: Razvoj intenzitete signala Stokesovega vala (modra črta, leva os), inverznega Stokesovega vala (črna črta, leva os) in vala črpalke (rdeča črta, desna os) glede na prostorski položaj, pri čemer je plazma enakomerno porazdeljeno v intervalu 10λ0 < x < 30λ0 za začetne pogoje. (Grafike (a)-(c) imajo enako jakost svetlobe in različne začetne gostote. (Grafika (d) prikazuje rezultate simulacije za šibko relativistični primer, ki so skladni z zaključki prejšnjih študij.
