Einzelschuss Röntgen-Phasenkonstrast Abbildung von dichten Plasmen

• Antragsteller: Professor Dr. Stefan Funk; Dr. Paul Neumayer
• Fachliche Zuordnung: Optik, Quantenoptik und Physik der Atome, Moleküle und Plasmen
• Förderung: Förderung von 2020 bis 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 452935060

Die Untersuchung von Laser-getriebenen starken Schockwellen ist ein hochaktuelles Forschungsfeld auf dem Gebiet der Materie bei extremen Bedingungen. In dem beantragten Projekt werden wir verschiedene mit solchen Schockwellen zusammenhängende Phänomene untersuchen, wie etwa die Wechselwirkung von Laser-erzeugten Druckwellen mit einem stationären, kompakten Objekt, die Schock-Kompression bei geringer Entropiezunahme mittels reflektierender Schockwellen, und die schnelle Strahlungsheizung zur Erzeugung von Materiezuständen hoher Energiedichte.Während mit optischem Licht nur die Oberfläche dichter Plasmen untersucht werden können, ist es mit Röntgenstrahlung möglich, die Dichteverteilung innerhalb dieser Plasmen abzubilden. Im Falle geringer Dichtevariationen erlaubt die Röntgenabbildung mittels Phasenkontrast einen höheren Bildkontrast als die üblicherweise verwendete Abbildung durch Absorptionskontrast. In diesem Projekt werden wir Gitter-basierte Methoden zur Röntgen-Phasenkontrast-Bildgebung zur Untersuchung der oben beschriebenen Schock-Phänomene einsetzen, welche mit dem Hochenergielaser PHELIX der GSI erzeugt werden. Besondere Herausforderungen stellen dabei die Justage und Stabilität des Abbildungssystems, die Optimierung der Talbot-Parameter für die Moiré-Abbildung und die Bildanalyse dar. Durch Kombination von hydrodynamischen Simulationen und Röntgenpropagationsrechnungen werden die zu erwartenden Bildsignaturen berechnet, und erlaubt den direkten Vergleich mit den experimentell erhaltenen Phasenkontrastbildern.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Mitverantwortlich(e): Professorin Dr. Gisela Anton