雖然中子星自然產生強磁場，但研究人員多年來一直在努力實現(xiàn)類似的結果。加州大學圣地亞哥分校機械和航空航天工程專業(yè)的研究生王濤最近展示了一種極強的磁場，類似于中子星表面的磁場，不僅可以生成，而且可以使用固體材料內的X射線激光進行檢測。

Wang在圣地亞哥超級計算機中心(SDSC)的Comet超級計算機以及德克薩斯高級計算中心(TACC)的Stampede和Stampede2上進行了模擬，進行了他的研究。所有資源都是國家科學基金會計劃的一部分，稱為極端科學和工程發(fā)現(xiàn)環(huán)境(XSEDE)。

“王的研究結果對于我們最近發(fā)表的研究的總體目標至關重要，該研究的基本理解是如何激發(fā)極端強度的多個激光束如何與物質相互作用，”加州大學圣地亞哥雅各布斯工程學院機械與航空航天工程教授Alex Arefiev說。 。

Wang，Arefiev及其同事使用多個大型三維模擬，遠程可視化和數(shù)據后處理來完成他們的研究，這表明強激光脈沖由于其相對論的強度而能夠傳播到致密材料中。

換句話說，隨著電子的速度接近光速，它們的質量變得很重，以至于目標變得透明。由于透明性，激光脈沖推動電子形成強磁場。這種強度與中子星表面的強度相當，中子星的表面強度至少比地球磁場強1億倍，比超導磁場強大約一千倍。

該研究結果發(fā)表在一篇題為“通過XFEL光束的法拉第旋轉檢測Megatesla級磁場的結構化目標” 的物理學等離子期刊文章中。

“現(xiàn)在我們已經完成了這項研究，我們正在研究如何在一種稱為歐洲X射線自由電子激光器(XFEL)的獨一無二的設施中探測這種類型的磁場，該設施包括3.4公里 - 加速器產生極其強烈的X射線閃光，供我們團隊等研究人員使用，“Arefiev解釋道。

歐洲XFEL位于德國Schenefeld，是Toma Toncian的工作場所，負責高能量密度儀器的Helmholtz International Beamline for Extreme Fields的項目組建設。他也是最近發(fā)表的研究的合著者。

“加州大學圣地亞哥分校和Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf之間非常富有成效的合作正在為未來的高影響實驗鋪平道路，”Toncian說。“當我們現(xiàn)在從建筑到調試和第一次實驗時，王濤的理論預測是及時的，并告訴我們如何進一步發(fā)展和充分利用我們儀器的能力。”

根據羅徹斯特大學激光能量學實驗室的資深科學家和該論文的共同作者，Mingsheng Wei說，“在模擬工作中探索的創(chuàng)新微通道目標設計可以用新型低密度聚合物泡沫材料來證明。這只比微結構管中的干燥空氣重幾倍。“

“因為我們使用XFEL進行的實驗數(shù)據非常大，我們的研究在常規(guī)桌面上是不可能的 - 我們不能在不使用XSEDE超級計算機的情況下完成這項研究，”Arefiev說。“我們也非常感謝空軍科學研究辦公室使這個項目成為可能。”

Arefiev表示，他們團隊的超級計算機使用工作依賴于SDSC高級可視化科學家Amit Chourasia的指導，他幫助為研究人員建立了遠程并行可視化工具。

“與研究小組合作并為他們配備強大的方法，工具和執(zhí)行計劃，以及借助HPC和可視化加速推動他們的研究，我們很高興能夠發(fā)揮作用在啟用新發(fā)現(xiàn)時，“Chourasia說。