Title :

Shock compression experiments using the DiPOLE 100-X laser on the high energy density instrument at the European x-ray free electron laser: Quantitative structural analysis of liquid Sn

Author(s) :

Gorman, M. G. [Auteur]
Lawrence Livermore National Laboratory [LLNL]
McGonegle, D. [Auteur]
AWE Aldermaston
Smith, R. F. [Auteur]
Lawrence Livermore National Laboratory [LLNL]
Singh, S. [Auteur]
Lawrence Livermore National Laboratory [LLNL]
Jenkins, T. [Auteur]
SUPA School of Physics and Astronomy [Edinburgh]
McWilliams, R. S. [Auteur]
SUPA School of Physics and Astronomy [Edinburgh]
Albertazzi, B. [Auteur]
Laboratoire pour l'utilisation des lasers intenses [LULI]
Ali, S. J. [Auteur]
Lawrence Livermore National Laboratory [LLNL]
Antonelli, L. [Auteur]
University of York [York, UK]
Armstrong, M. R. [Auteur]
Lawrence Livermore National Laboratory [LLNL]
Baehtz, C. [Auteur]
Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf [HZDR]
Ball, O. B. [Auteur]
SUPA School of Physics and Astronomy [Edinburgh]
Banerjee, S. [Auteur]
Central Laser Facility [CLF]
Belonoshko, A. B. [Auteur]
Nanjing University [NJU]
Benuzzi-Mounaix, A. [Auteur]
Laboratoire pour l'utilisation des lasers intenses [LULI]
Bolme, C. A. [Auteur]
Los Alamos National Laboratory [LANL]
Bouffetier, V. [Auteur]
European XFEL Gmbh
Briggs, R. [Auteur]
Lawrence Livermore National Laboratory [LLNL]
Buakor, K. [Auteur]
European XFEL Gmbh
Butcher, T. [Auteur]
Central Laser Facility [CLF]
Di Dio Cafiso, S. [Auteur]
Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf [HZDR]
Cerantola, V. [Auteur]
Università degli Studi di Milano-Bicocca = University of Milano-Bicocca [UNIMIB]
Chantel, Julien [Auteur]
Unité Matériaux et Transformations (UMET) - UMR 8207
Di Cicco, A. [Auteur]
Università degli Studi di Camerino = University of Camerino [UNICAM]
Clarke, S. [Auteur]
Lawrence Livermore National Laboratory [LLNL]
Coleman, A. L. [Auteur]
Lawrence Livermore National Laboratory [LLNL]
Collier, J. [Auteur]
Central Laser Facility [CLF]
Collins, G. W. [Auteur]
Laboratory for lasers energetics - LLE (New-York, USA)
Comley, A. J. [Auteur]
AWE Aldermaston
Coppari, F. [Auteur]
Lawrence Livermore National Laboratory [LLNL]
Cowan, T. E. [Auteur]
Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf [HZDR]
Cristoforetti, G. [Auteur]
Istituto Nazionale di Ottica [Firenze] [INO-CNR]
Cynn, H. [Auteur]
Lawrence Livermore National Laboratory [LLNL]
Descamps, A. [Auteur]
School of Mathematics and Physics [Belfast]
Dorchies, F. [Auteur]
Centre d'Etudes Lasers Intenses et Applications [CELIA]
Duff, M. J. [Auteur]
SUPA School of Physics and Astronomy [Edinburgh]
Dwivedi, A. [Auteur]
European XFEL Gmbh
Edwards, C. [Auteur]
Central Laser Facility [CLF]
Eggert, J. H. [Auteur]
Lawrence Livermore National Laboratory [LLNL]
Errandonea, D. [Auteur]
Institut Universitari de Ciencia dels Materials [ICMUV]
Fiquet, G. [Auteur]
Institut de minéralogie, de physique des matériaux et de cosmochimie [IMPMC]
Galtier, E. [Auteur]
SLAC National Accelerator Laboratory [SLAC]
Laso Garcia, A. [Auteur]
Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf [HZDR]
Ginestet, Helene [Auteur]
Unité Matériaux et Transformations (UMET) - UMR 8207
Gizzi, L. [Auteur]
Istituto Nazionale di Ottica [Firenze] [INO-CNR]
Gleason, A. [Auteur]
SLAC National Accelerator Laboratory [SLAC]
Goede, S. [Auteur]
European XFEL Gmbh
Gonzalez, J. M. [Auteur]
University of South Florida [Tampa] [USF]
Harmand, M. [Auteur]
Laboratoire Procédés et Ingénierie en Mécanique et Matériaux [PIMM]
Hartley, N. J. [Auteur]
SLAC National Accelerator Laboratory [SLAC]
Heighway, P. G. [Auteur]
Clarendon Laboratory [Oxford]
Hernandez-Gomez, C. [Auteur]
Central Laser Facility [CLF]
Higginbotham, A. [Auteur]
University of York [York, UK]
Höppner, H. [Auteur]
Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf [HZDR]
Husband, R. J. [Auteur]
Deutsches Elektronen-Synchrotron [Hamburg] [DESY]
Hutchinson, T. M. [Auteur]
Lawrence Livermore National Laboratory [LLNL]
Hwang, H. [Auteur]
Deutsches Elektronen-Synchrotron [Hamburg] [DESY]
Lazicki, A. E. [Auteur]
Lawrence Livermore National Laboratory [LLNL]
Keen, D. A. [Auteur]
ISIS Facility
Kim, J. [Auteur]
Hanyang University
Koester, P. [Auteur]
Istituto Nazionale di Ottica [Firenze] [INO-CNR]
Konopkova, Z. [Auteur]
European XFEL Gmbh
Kraus, D. [Auteur]
346635|||Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf [HZDR] (VALID)
Institut für Physik [Rostock]
Krygier, A. [Auteur]
Lawrence Livermore National Laboratory [LLNL]
Labate, L. [Auteur]
Istituto Nazionale di Ottica [Firenze] [INO-CNR]
Istituto Nazionale di Ottica [INO]
Lee, Y. [Auteur]
Yonsei University
Liermann, H.-P. [Auteur]
Deutsches Elektronen-Synchrotron [Hamburg] [DESY]
Mason, P. [Auteur]
Central Laser Facility [CLF]
Masruri, M. [Auteur]
Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf [HZDR]
Massani, B. [Auteur]
SUPA School of Physics and Astronomy [Edinburgh]
McBride, E. E. [Auteur]
School of Mathematics and Physics [Belfast]
McGuire, C. [Auteur]
Lawrence Livermore National Laboratory [LLNL]
McHardy, J. D. [Auteur]
SUPA School of Physics and Astronomy [Edinburgh]
Merkel, Sébastien [Auteur]
Unité Matériaux et Transformations (UMET) - UMR 8207
Morard, G. [Auteur]
Institut des Sciences de la Terre [ISTerre]
Nagler, B. [Auteur]
SLAC National Accelerator Laboratory [SLAC]
Nakatsutsumi, M. [Auteur]
European XFEL Gmbh
Nguyen-Cong, K. [Auteur]
University of South Florida [Tampa] [USF]
Norton, A.-M. [Auteur]
University of York [York, UK]
Oleynik, I. I. [Auteur]
University of South Florida [Tampa] [USF]
Otzen, C. [Auteur]
Albert-Ludwigs-Universität Freiburg = University of Freiburg
Ozaki, N. [Auteur]
Graduate School of Engineering [Suita, Osaka]
Pandolfi, S. [Auteur]
Institut de minéralogie, de physique des matériaux et de cosmochimie [IMPMC]
Peake, D. J. [Auteur]
Clarendon Laboratory [Oxford]
Pelka, A. [Auteur]
Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf [HZDR]
Pereira, K. A. [Auteur]
University of Massachusetts [Amherst] [UMass Amherst]
Phillips, J. P. [Auteur]
Central Laser Facility [CLF]
Prescher, C. [Auteur]
Albert-Ludwigs-Universität Freiburg = University of Freiburg
Preston, T. R. [Auteur]
European XFEL Gmbh
Randolph, L. [Auteur]
European XFEL Gmbh
Ranjan, D. [Auteur]
346635|||Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf [HZDR] (VALID)
Institut für Physik [Rostock]
Ravasio, A. [Auteur]
Laboratoire pour l'utilisation des lasers intenses [LULI]
Redmer, R. [Auteur]
Institut für Physik [Rostock]
Rips, J. [Auteur]
Institut für Physik [Rostock]
Santamaria-Perez, D. [Auteur]
Institut Universitari de Ciencia dels Materials [ICMUV]
Savage, D. J. [Auteur]
Los Alamos National Laboratory [LANL]
Schoelmerich, M. [Auteur]
Paul Scherrer Institute [PSI]
Schwinkendorf, J.-P. [Auteur]
Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf [HZDR]
Smith, J. [Auteur]
Central Laser Facility [CLF]
Sollier, A. [Auteur]
CEA/DAM [Arpajon] [CEA/DAM]
Université Paris-Saclay
Spear, J. [Auteur]
Central Laser Facility [CLF]
Spindloe, C. [Auteur]
Central Laser Facility [CLF]
Stevenson, M. [Auteur]
Institut für Physik [Rostock]
Strohm, C. [Auteur]
Deutsches Elektronen-Synchrotron [Hamburg] [DESY]
Suer, T.-A. [Auteur]
Laboratory for lasers energetics - LLE (New-York, USA)
Tang, M. [Auteur]
Deutsches Elektronen-Synchrotron [Hamburg] [DESY]
Toncian, M. [Auteur]
Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf [HZDR]
Toncian, T. [Auteur]
Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf [HZDR]
Tracy, S. J. [Auteur]
Carnegie Institution for Science
Trapananti, A. [Auteur]
Università degli Studi di Camerino = University of Camerino [UNICAM]
Tschentscher, T. [Auteur]
European XFEL Gmbh
Tyldesley, M. [Auteur]
Central Laser Facility [CLF]
Vennari, C. E. [Auteur]
Lawrence Livermore National Laboratory [LLNL]
Vinci, T. [Auteur]
Laboratoire pour l'utilisation des lasers intenses [LULI]
Vogel, S. C. [Auteur]
Los Alamos National Laboratory [LANL]
Volz, T. J. [Auteur]
Lawrence Livermore National Laboratory [LLNL]
Vorberger, J. [Auteur]
Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf [HZDR]
Walsh, J. P. S. [Auteur]
University of Massachusetts [Amherst] [UMass Amherst]
Wark, J. S. [Auteur]
Clarendon Laboratory [Oxford]
Willman, J. T. [Auteur]
University of South Florida [Tampa] [USF]
Wollenweber, L. [Auteur]
European XFEL Gmbh
Zastrau, U. [Auteur]
European XFEL Gmbh
Brambrink, E. [Auteur]
European XFEL Gmbh
Appel, K. [Auteur]
European XFEL Gmbh
McMahon, M. I. [Auteur]
SUPA School of Physics and Astronomy [Edinburgh]

Journal title :

Journal of Applied Physics

Abbreviated title :

J. Appl. Phys.

Volume number :

135

Pages :

165902

Publisher :

American Institute of Physics (AIP)

Publication date :

2024-04-23

ISSN :

0021-8979

English keyword(s) :

Shock compression
Density measurement
Laser materials
Polymers
X-ray diffraction
Free electron lasers
Shock waves
Hydrodynamics simulations

HAL domain(s) :

Chimie/Matériaux
Physique [physics]/Matière Condensée [cond-mat]/Science des matériaux [cond-mat.mtrl-sci]
Physique [physics]/Physique [physics]/Géophysique [physics.geo-ph]
Physique [physics]/Astrophysique [astro-ph]
Planète et Univers [physics]/Astrophysique [astro-ph]
Planète et Univers [physics]/Sciences de la Terre

English abstract : [en]

X-ray free electron laser (XFEL) sources coupled to high-power laser systems offer an avenue to study the structural dynamics of materials at extreme pressures and temperatures. The recent commissioning of the DiPOLE 100-X ...
Show more >X-ray free electron laser (XFEL) sources coupled to high-power laser systems offer an avenue to study the structural dynamics of materials at extreme pressures and temperatures. The recent commissioning of the DiPOLE 100-X laser on the high energy density (HED) instrument at the European XFEL represents the state-of-the-art in combining x-ray diffraction with laser compression, allowing for compressed materials to be probed in unprecedented detail. Here, we report quantitative structural measurements of molten Sn compressed to 85(5) GPa and ∼3500 K. The capabilities of the HED instrument enable liquid density measurements with an uncertainty of ∼1% at conditions which are extremely challenging to reach via static compression methods. We discuss best practices for conducting liquid diffraction dynamic compression experiments and the necessary intensity corrections which allow for accurate quantitative analysis. We also provide a polyimide ablation pressure vs input laser energy for the DiPOLE 100-X drive laser which will serve future users of the HED instrument.Show less >

Language :

Anglais

Peer reviewed article :

Oui

Audience :

Internationale

Popular science :

Non

European Project :

High Temperature Dynamics of Metals and the Earth’s Solid Inner Core

Administrative institution(s) :

Université de Lille
CNRS
INRAE
ENSCL

Collections :

• Unité Matériaux et Transformations (UMET) - UMR 8207

Research team(s) :

Matériaux Terrestres et Planétaires

Submission date :

2024-04-26T10:15:40Z
2024-04-29T12:09:38Z