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Inefficient Magnetic-Field Amplification in Supersonic Laser-Plasma Turbulence

Authors :
A. F. A. Bott
Laura Chen
R. Rosch
Alexander Schekochihin
Gianluca Gregori
L. Le-Deroff
T. Caillaud
G. Boutoux
Donald Q. Lamb
A. Duval
Petros Tzeferacos
B. Khiar
B. Vauzour
I. Lantuéjoul
M. Koenig
Christopher Spindloe
Dongsu Ryu
Alexis Casner
B. Villette
Brian Reville
Department of Physics [Oxford]
University of Oxford [Oxford]
DAM Île-de-France (DAM/DIF)
Direction des Applications Militaires (DAM)
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)
Laboratoire pour l'utilisation des lasers intenses (LULI)
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-École polytechnique (X)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Laboratoire d'Etude du Rayonnement et de la Matière en Astrophysique (LERMA (UMR_8112))
Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Paris
Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-CY Cergy Paris Université (CY)
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)
Centre d'études scientifiques et techniques d'Aquitaine (CESTA)
Max-Planck-Institut für Kernphysik (MPIK)
Max-Planck-Gesellschaft
Centre d'Etudes Lasers Intenses et Applications (CELIA)
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Bordeaux (UB)
Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-École polytechnique (X)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
KOENIG, Michel
University of Oxford
Laboratoire d'Etude du Rayonnement et de la Matière en Astrophysique et Atmosphères = Laboratory for Studies of Radiation and Matter in Astrophysics and Atmospheres (LERMA)
École normale supérieure - Paris (ENS-PSL)
Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Paris
Université Paris sciences et lettres (PSL)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-CY Cergy Paris Université (CY)
Université de Bordeaux (UB)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Source :
Physical Review Letters, Physical Review Letters, American Physical Society, 2021, 127 (17), pp.175002. ⟨10.1103/physrevlett.127.175002⟩, Physical Review Letters, 2021, 127 (17), pp.175002. ⟨10.1103/physrevlett.127.175002⟩
Publication Year :
2021
Publisher :
HAL CCSD, 2021.

Abstract

We report a laser-plasma experiment that was carried out at the LMJ-PETAL facility and realized the first magnetized, turbulent, supersonic plasma with a large magnetic Reynolds number ($\mathrm{Rm} \approx 45$) in the laboratory. Initial seed magnetic fields were amplified, but only moderately so, and did not become dynamically significant. A notable absence of magnetic energy at scales smaller than the outer scale of the turbulent cascade was also observed. Our results support the notion that moderately supersonic, low-magnetic-Prandtl-number plasma turbulence is inefficient at amplifying magnetic fields.<br />6 pages, 4 figures; supplemental information included (14 pages, 10 figures)

Details

Language :
English
ISSN :
00319007 and 10797114
Database :
OpenAIRE
Journal :
Physical Review Letters, Physical Review Letters, American Physical Society, 2021, 127 (17), pp.175002. ⟨10.1103/physrevlett.127.175002⟩, Physical Review Letters, 2021, 127 (17), pp.175002. ⟨10.1103/physrevlett.127.175002⟩
Accession number :
edsair.doi.dedup.....ed00767aa68c59b754dbc1e2ce6bb1c5
Full Text :
https://doi.org/10.1103/physrevlett.127.175002⟩