Персона: Корнеев, Филипп Александрович
Email Address
Birth Date
Результаты поиска
Взаимодействие лазерного импульса с плазмой в условиях нарушенной аксиальной симметрии
Нелинейное взаимодействие интенсивных лазерных импульсов с веществом может приводить к возбуждению самосогласованного движения зарядов и генерации магнитного поля, остающегося в плазме после прекращения лазерного воздействия. Одним из способов индуцировать азимутальные токи в заданном направлении является внесённое в систему нарушение аксиальной симметрии. Рассмотрено два способа создания выделенного направления движения зарядов при взаимодействии, один из которых связан со структурой мишени, а второй – со структурой самого импульса. Для случая сверхмощных мультипетаваттных фемтосекундных лазерных импульсов, соответствующих установке XCELS, приведены оценки характерных параметров, согласно которым индукция аксиальных магнитных полей может достигать десятков кТл в микрокапиллярных структурированных мишенях, а в случае взаимодействия структурированных импульсов с однородной плазмой аксиальное магнитное поле порядка десятков Тл может занимать область диаметром в сотни микрометров. Предложены схемы соответствующих экспериментов, обсуждаются возможные приложения
Диагностика экстремального света
Генерация мощных коротких лазерных импульсов ультрарелятивистской интенсивности (свыше 1020 Вт/см2) с использованием инфраструктуры XCELS и их применение для решения задач лазерно-плазменного взаимодействия и ускорения заряженных частиц, а также задач квантовой электродинамики требуют корректной диагностики параметров лазерного импульса в области взаимодействия при его острой фокусировке. Предлагается подход к измерению ключевых параметров XCELS-пучка, таких как его размер в каустике и пиковая интенсивность лазера. Предлагаемый метод основан на использовании процесса вакуумного ускорения заряженных частиц – электронов и протонов – из фокального объёма. При использовании распределения полей лазерного импульса вблизи его фокуса с помощью дифракционных интегралов Стрэттона –Чу и метода пробных частиц характеристики ускоренных электронов и ионов могут быть определены количественно строго (например, энергии ускоренных частиц и углы их вылета). Последнее позволяет предложить практически доступный экспериментальный метод диагностики излучения в отдельном лазерном выстреле и дизайн XCELS-эксперимента.
Генерация мощного излучения терагерцевого диапазона с помощью интенсивных фемтосекундных лазерных импульсов
Рассмотрен процесс генерации сверхмощного контролируемого излучения терагерцевого диапазона разрядными токами, возбуждаемыми при облучении мультипетаваттными лазерными импульсами протяжённой мишени заданной геометрии. Показано, что использование нескольких лазерных импульсов позволяет пропорционально увеличить интенсивность излучаемых терагерцевых импульсов при коэффициенте преобразования излучения порядка нескольких процентов. Предложена схема интерференционного усиления терагерцевых импульсов в заданном направлении при синхронном облучении нескольких идентичных мишеней.
Рентгеноспектральная диагностика сверхсильных магнитных полей в ультрарелятивистской лазерной плазме
Под действием лазерного излучения ультрарелятивистской интенсивности на микроструктурированные мишени может формироваться вещество в экстремальном состоянии – с плотностью, близкой к твердотельной, и сверхсильными магнитными полями. Экспериментальная диагностика таких полей оптическими методами оказывается невозможной в силу высокой плотности и самоизлучения плазмы, поэтому более актуальными становятся рентгеноспектральные методы. В работе рассмотрены особенности методики такой диагностики сверхсильных магнитных полей, основанной на анализе формы профилей спектральных линий, испускаемых многозарядными ионами плазмы. В качестве примера рассмотрены мишени со структурой, сформированной регулярными столбиками вещества микронного размера, облучаемые лазерными импульсами с параметрами, соответствующими импульсам перспективной строящейся установки XCELS.
Исследование сильно замагниченной релятивистской плазмы в контексте лабораторной астрофизики и управления потоками частиц
Рассмотрен один из наиболее эффективных методов лазерной генерации сильно замагниченной горячей плазмы при использовании сверхмощного облучения, достижимого на перспективной установке XCELS. Показано, что использование нескольких импульсов установки позволяет управлять параметрами плазмы, при этом энергетическая эффективность, т. е. отношение энергии магнитного поля к полной энергии лазерного излучения, оказывается ~20%. Полученная система с релятивистскими замагниченными электронами и магнитными полями до нескольких десятков кТл представляет интерес для лабораторных исследований высокоэнергетичных процессов в астрофизике, в частности явления релятивистского пересоединения магнитных силовых линий, а также для различных перспективных приложений, например для управления потоками быстрых лазерно-ускоренных частиц.
Исследования ядерных реакций в микроразмерных мишенях, обеспечивающих генерацию сверхсильных квазистационарных полей под действием лазерного излучения
Представлены схемы, обеспечивающие благоприятные условия для протекания и исследования реакций синтеза лёгких ядер в микроразмерных мишенях при использовании одного или нескольких мультипетаваттных лазерных импульсов. Особенностью рассмотренных мишеней является их способность генерировать сверхсильные магнитные или электрические квазистационарные поля, недостижимые другими методами. Магнитные поля, возбуждаемые в мишенях типа «улитка», позволяют не только существенно подавить электронную теплопроводность, но и в некоторых случаях удерживать заряженные продукты реакции. Электрические поля, генерируемые в сферических или цилиндрических микрополостях, позволяют осуществить имплозивное сжатие вещества до твердотельного уровня плотности при нагреве до десятков и сотен кэВ. Приведены оценки, показывающие возможность создания с помощью рассмотренных схем сверхъярких источников вторичных частиц.