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向不同质子加速机制的受控转变:圆偏振少周期脉冲驱动的近临界密度等离子体

等离子体物理 2023-07-28 v1 应用物理 计算物理 光学

摘要

我们研究了相对论强圆偏振激光脉冲与薄近临界密度等离子体靶相互作用产生离子加速的各个方面。我们的模拟确定,等离子体密度梯度和激光频率啁啾可被控制,以将相互作用从透明工作机制切换到不透明工作机制。这使得人们能够在相对论透明机制下具有截止能量的类麦克斯韦离子能量分布,或不透明机制下的准单能谱之间做出选择。我们随后证明,双层多组分靶构型可有效用于所需组分准单能离子束的最优产生。我们最后证明了,在合理的激光峰值强度 I05.4×1020W/cm2I_{0}\simeq 5.4\times 10^{20}\, \mathrm{W/cm^2} 下,产生能量峰值在 E2040\mathcal{E}\approx20\sim40 MeV、能量展宽 ΔE/E1828.6%\Delta \mathcal{E}/\mathcal{E}\approx18-28.6\% 且发散角限制在 175\sim 175 毫弧度内的单能质子束的可行性。

关键词

引用

@article{arxiv.2303.12121,
  title  = {Controlled transition to different proton acceleration regimes: near-critical density plasmas driven by circularly polarized few cycle pulse},
  author = {Shivani Choudhary and Sudipta Mondal and Daniele Margarone and Subhendu Kahaly},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2303.12121},
  year   = {2023}
}

备注

22 pages, 9 figures and 1 table