激光质子加速度中能量强度与维数相关动力学：基于1D、2D和3D粒子-in-cell 模拟
等离子体物理
2025-03-06 v1
摘要
由于3D粒子-in-cell(PIC)模拟的高计算成本，常使用更低维度(2D或1D)的模拟进行替代。本文表明，在高强度激光离子加速度建模中，仿真维数与激光强度在整个过程中都与激光吸收及粒子加速度过程中的动力学相互作用。我们扩展了前期研究，通过在五个数量级的激光强度下，对比不同极化状态下的1D和2D仿真与高分辨率3D PIC仿真，使我们能够研究多种激光-质子加速度 regime。我们发现，诸如最大质子能量等关键输出指标依赖于仿真维数和激光强度 regime 之间复杂的相互作用。对于更高激光强度 regime，仿真预测之间的差异通常会增加，这使得3D仿真在针对下一代激光实验进行定量预测方面尤为重要。
引用
@article{arxiv.2408.10386,
title = {Intensity and Dimensionality-Dependent Dynamics of Laser-Proton Acceleration in 1D, 2D, and 3D Particle-in-Cell Simulations},
author = {Lillian A. Daneshmand and Madeline Aszalos and Scott Feister and Joseph R. Smith},
journal= {arXiv preprint arXiv:2408.10386},
year = {2025}
}
备注
9 pages, 7 figures, 1 table