近日，物理学领域国际顶级期刊《物理评论快报》(Physical Review Letters)在线刊登了题目为“Multishock to Quasi-Isentropic Compression of Dense Gaseous Deuterium-Helium Mixtures up to 120 GPa: Probing the Sound Velocities Relevant to Planetary Interiors”的论文，(DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.126.075701)，理学院新进教师刘蕾博士以共同通讯作者身份参与发表，这也是我院首次在该期刊上以通讯作者身份发表文章。该工作由中国工程物理研究院流体物理研究所陈其峰研究员、李治国副研究员和我校刘蕾博士、张伟副教授等共同合作完成。
温稠密物质是聚变过程必然要经历的中间物质状态，也是天体内部物质存在的重要形式。氘和氦是聚变的主要反应物和生成物，也是气态巨行星（如土星和木星等）内部主要物质成分，其混合物在温稠密状态下的热力学性质（如物态方程和声速等）对聚变实验设计起至关重要作用，也是理解气态巨行星形成、结构及演化的关键参数。为了获取氘氦在百万大气压范围温稠密物质物性与声速实验数据，合作研究团队设计了基于二级气炮加载的6层介质高压气体多信息量诊断靶（图a），突破了针对低Z氘氦气体产生百万大气压温稠密物质技术瓶颈以及不透明温稠密物质状态诊断国际性难题，成功实现氘氦从绝热到准等熵的压缩以及状态方程测量，将氘氦混合物的冲击压强和温度提高至前所未有的温压区（~120 GPa和~15000 K，图d），并利用冲击绝热到准等熵压缩的独特压缩路径在国际上率先获得了该混合物在50-120 GPa宽范围内的高压声速（图c）。上述实验数据从多个视角检验和验证了聚变设计和天体物理建模中用到的物态方程理论模型，也为木星绝缘-金属过渡层的模型构建提供了实验支持（图d）。该文章得到了国家自然科学基金和科学挑战计划的支持。
据悉，该工作一经刊出就获邀在国家基金委网站和电子科技大学旗舰期刊InfoMat上作专题报道。
(http://www.nsfc.gov.cn/publish/portal0/tab434/module1150/more.htm; https://mp.weixin.qq.com/s/8ODVH6wfz56ACtpK-Aw-Ig)。
图a：6层介质高压气体多信息量诊断靶装置；图b：时间分辨光辐射和粒子速度剖面历史测量与一维流体动力学模拟比较；图c：氢氘氦及混合物声速随压强变化；图d：氢氘氦及其混合物相图
