Publication: Сильноточные пучки релятивистских электронов при прямом лазерном ускорении в плазме околокритической плотности
Дата
2025
Авторы
Вейсман, М. Е.
Попов, В. С.
Кузнецов, С. В.
Умаров, И. Р.
Андреев, Н. Е.
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Издатель
Аннотация
Проведен анализ результатов моделирования методом частиц в ячейке (PIC) воздействия интенсивных (пиковые интенсивности равны 1019 – 1021 Вт/см2) лазерных импульсов на плазму околокритической плотности (Near Critical Density – NCD). Подобные лазерные импульсы при прохождении по NCD-плазме создают в ней ионный канал с пониженной плотностью электронов и сильными квазистационарными полями. Радиальная неоднородность электронной плотности за счет пондеромоторного вытеснения фоновых электронов плазмы из канала создает радиальное электростатическое поле, и в то же время ток ускоренных электронов создает азимутальное магнитное поле. В режиме прямого лазерного ускорения (Direct Laser Acceleration – DLA) релятивистские электроны, захваченные в канале фокусирующими квазистационарными полями, испытывают поперечные бетатронные колебания и эффективно получают энергию от лазерного импульса, когда частота бетатронных колебаний становится резонансной с доплеровски сдвинутой частотой лазера. Продемонстрирована возможность получения с помощью DLA в NCD-плазме электронных сгустков с энергией в десятки мегаэлектронвольт и зарядом в сотни нанокулон. Показано, что энергетические спектры ускоренных электронов могут быть аппроксимированы максвелловскими распределениями. Предложен скейлинг для зависимости эффективной температуры «суперпондеромоторных» электронов от параметров лазерного импульса и плазмы.
Описание
Ключевые слова
Мощные лазерные импульсы , Пенные мишени , Коэффициент конверсии , Скейлинги , Сильноточные пучки релятивистских электронов , Плазма околокритической плотности , PIC-расчеты , Прямое лазерное ускорение
Цитирование
Сильноточные пучки релятивистских электронов при прямом лазерном ускорении в плазме околокритической плотности / Вейсман М. Е. [и др.] // Квантовая электроника.- 2025.- Т.55.- N1.- С.60-68