通过激光-等离子体相互作用产生高极化高能亮 γ 射线
等离子体物理
2020-03-17 v1
摘要
在量子辐射反作用 regime 下，研究了通过激光-等离子体相互作用产生高极化高能亮 γ 射线。我们采用量子电动力学粒子-in-cell 代码，在局域常场近似下半经典地描述自旋分辨的电子动力学以及量子力学地描述光子发射与极化。当超强线偏振（LP）激光脉冲照射近临界密度（NCD）等离子体并随后作用于超薄平面铝靶时，NCD 等离子体中的电子首先被驱动激光加速至超相对论能量，随后与铝靶反射的激光脉冲迎头碰撞，由于非线性康普顿散射发射出平均极化度约 70%、能量高达数百 MeV 的亮 LP γ 射线。相比之下，当采用填充 NCD 等离子体的锥形金靶时，由于等离子体中增强的强激光驱动准静态磁场，所发射 γ 射线束的线偏振度、准直性与亮度均显著提升。此类 γ 射线可利用当前可实现的激光装置产生，并在高能物理与天体物理中有多种应用。
引用
@article{arxiv.2003.07053,
title = {Generation of highly-polarized high-energy brilliant $\gamma$-rays via laser-plasma interaction},
author = {Kun Xue and Zhen-Ke Dou and Feng Wan and Tong-Pu Yu and Wei-Min Wang and Jie-Ru Ren and Qian Zhao and Yong-Tao Zhao and Zhong-Feng Xu and Jian-Xing Li},
journal= {arXiv preprint arXiv:2003.07053},
year = {2020}
}