最亮纳米尺寸伽马射线源的实验示范
等离子体物理
2024-12-24 v2 高能天体物理现象
光学
摘要
伽马射线具有选择性地与原子核相互作用、介导核反应和基本粒子相互作用，穿透力远超 X 射线，因此在分析和修改致密物体方面至关重要。然而，现有伽马源功率和亮度不足。基于极端强度（>）下固体靶面的反向洛伦兹散射预测并被广泛期待的激光驱动伽马脉冲（称作“Gamma Flash”）将是最高功率且最亮的陆地伽马源，具有 30-40% 的激光-伽马能量转换率。然而，由于布里姆斯塔尔背景，Gamma Flash 仍无法在实验中实现。我们实验性地展示了在最高有效强度下的一种新型相互作用 regime，其中 Gamma Flash 随激光功率快速放大，并产生数倍于布里姆斯塔尔光子的数量。仿真结果显示，一种具有纳米级源尺寸的瞬间、万瓦级 Gamma Flash，实现了超过 （每 0.1% 带宽）于tens of MeV 能量范围内的纪录级亮度，超越了天体伽马射线暴。这些发现可能 revolutionize inertial fusion energy by enabling unprecedented sub-micrometre/femtosecond resolution radiography of fuel mixing instabilities in extremely-compressed targets. 新型伽马源可推动时间分辨核物理、国土安全部门、核废料处理和防扩散等领域取得重大进展，同时开启产生空间相干伽马射线的可能性。
引用
@article{arxiv.2410.06537,
title = {Demonstration of The Brightest Nano-size Gamma Source},
author = {A. S. Pirozhkov and A. Sagisaka and K. Ogura and E. A. Vishnyakov and A. N. Shatokhin and C. D. Armstrong and T. Zh. Esirkepov and B. Gonzalez Izquierdo and T. A. Pikuz and P. Hadjisolomou and M. A. Alkhimova and C. Arran and I. P. Tsygvintsev and P. Valenta and S. A. Pikuz and W. Yan and T. M. Jeong and S. Singh and O. Finke and G. Grittani and M. Nevrkla and C. Lazzarini and A. Velyhan and T. Hayakawa and Y. Fukuda and J. K. Koga and M. Ishino and Ko. Kondo and Y. Miyasaka and A. Kon and M. Nishikino and Y. V. Nosach and D. Khikhlukha and A. O. Kolesnikov and E. N. Ragozin and V. A. Gasilov and D. Kumar and J. Nejdl and P. V. Sasorov and S. Weber and D. Margarone and Y. Kato and G. Korn and H. Kiriyama and K. Kondo and C. Ridgers and T. Kawachi and M. Kando and S. V. Bulanov},
journal= {arXiv preprint arXiv:2410.06537},
year = {2024}
}
备注
39 pages, 12 figures