激光加速碳离子在泡沫靶中的电荷平衡
原子物理
2023-10-03 v1
摘要
实验研究了 2 mg/cm3 泡沫靶中激光加速碳离子束的电荷平衡。离子通过激光—箔片相互作用方案中的靶法线鞘层加速机制产生。这使得在单次射击中即可获得靠近布拉格峰的宽能量范围内的平衡电荷态。通过使用泡沫，首次在气体与固态之间的密度区间上实验实现了电荷平衡测量。发现基于气体靶列表截面数据的理论预测大幅低估了电荷态。实验数据与基于离子—固体相互作用的半经验公式以及速率方程预测均密切吻合。表明了靶密度效应的重要作用：其通过泡沫中频繁的多重碰撞提高电离概率并降低电子俘获概率。双电子过程对平均电荷态影响甚微。这些发现对广泛使用泡沫的高能量密度物理研究至关重要，并对医学、生物与材料领域的广泛应用产生影响。该方法也提供了一种利用激光加速短脉冲宽能量范围离子研究快重离子在物质中相互作用机制的新途径。
引用
@article{arxiv.2310.01047,
title = {Charge equilibration of Laser-accelerated Carbon Ions in Foam Target},
author = {Bubo Ma and Jieru Ren and Lirong Liu and Wenqing Wei and Benzheng Chen and Shizheng Zhang and Hao Xu and Zhongmin Hu and Fangfang Li and Xing Wang and Shuai Yin and Jianhua Feng and Xianming Zhou and Yifang Gao and Yuan Li and Xiaohua Shi and Jianxing Li and Xueguang Ren and Zhongfeng Xu and Zhigang Deng and Wei Qi and Shaoyi Wang and Quanping Fan and Bo Cui and Weiwu Wang and Zongqiang Yuan and Jian Teng and Yuchi Wu and Zhurong Cao and Zongqing Zhao and Yuqiu Gu and Leifeng Cao and Shaoping Zhu and Rui Cheng and Yu Lei and Zhao Wang and Zexian Zhou and Guoqing Xiao and Hongwei Zhao and Dieter H. H. Hoffmann and Weimin Zhou and Yongtao Zhao},
journal= {arXiv preprint arXiv:2310.01047},
year = {2023}
}