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通过实验室可控的手段理解强磁环境下的等离子体物理现象,对认识天体等离子体演化具有重要的意义。本论文主要利用神光Ⅱ和日本GekkoⅫ大型激光装置在实验室产生稳定的磁场环境。利用激光与平面靶相互作用构建热电机制下的高温高密等离子体强磁场环境和线圈靶机制下的低温低密等离子体强磁场环境。对微秒脉冲电压电弧放电等离子体磁重联物理过程进行了初步研究。在实验中,利用的主要探测手段为光学探针。 首先构建热电机制下的高温高密强磁场环境。其物理机制是利用等离子体温度和密度梯度不一致产生强磁场,即毕尔曼电池效应。该磁场环境可以模拟太阳耀斑磁重联现象等。利用神光Ⅱ号八路激光与平面靶相互作用构建激光驱动等离子体磁重联,产生了双等离子体喷流。首次将磁流体标度变换运用于天体喷流与实验室喷流,发现实验室产生的喷流与W43A天体喷流具有非常高的相似性,认为W43A喷流现象,可以作为一个实验室天体物理的验证特例。并根据实验设计提出重联电场对等离子体喷流的产生和准直具有重要的作用。 其次构建线圈靶机制下的低温强磁场环境。其物理机制是超热电子回流诱导产生强磁场。该磁场环境可以模拟白矮星磁层环境,塞曼光谱劈裂等。利用线圈靶产生强磁场的物理机制,构建了亥姆霍兹线圈靶。研究强磁场重联的过程,并对重联特征进行研究。实验中利用法拉第旋转法对线圈靶产生的磁场进行了测量,同时在激光驱动磁重联的实验中首次对重联电场进行了测量。此外利用Radia程序模拟给出了线圈的3维磁场位形分布图,估计线圈产生的磁场可达60特斯拉。实验中测量了线圈产生的等离子体电子密度约1018cm-3,得出实验中线圈靶产生的等离子体环境beta值为0.016,显示了其在低Beta天体等离子体(如磁层环境等离子体)磁重联物理过程中的潜在应用。 最后对微秒脉冲电压电弧放电等离子体磁重联物理过程进行初步研究。利用脉冲电压击穿空气获得更低密等离子体,等离子体密度范围在1015~1017cm-3,而且等离子体温度也较低。为研究低密低温等离子体磁重联现象提供了可能。利用双电极电弧放电等离子体构建了磁重联位形,拓展了实验室手段研究磁重联的参数空间,但由于现有的诊断设备和相关实验设计有待进一步提高,期望未来模拟低温低密大气等离子体磁重联现象。