利用磁涡旋增强长寿命光学整形气体靶中的激光驱动离子加速
等离子体物理
2026-04-06 v1
摘要
本研究展示了通过双束相交、对向传播的激光驱动冲击波，将欠稠密气体精确整形为长寿命近临界密度靶，从而实现高重复频率的激光加速离子束。冲击波阵面的碰撞压缩了气体，并形成了尺度长度为数十微米的陡峭密度梯度。压缩后的靶持续数纳秒，从而消除了激光同步的限制。本文报道了多 MeV 离子能谱的测量结果。利用三维流体动力学模拟优化了密度分布，并评估了飞秒加速激光脉冲的放大自发辐射的影响。应用合成光学探针模型将模拟与实验数据进行了直接比较。三维 Particle-In-Cell 模拟揭示了多千特斯拉量级方位角磁场的形成，表明磁涡旋加速是主要的加速机制。
引用
@article{arxiv.2505.24508,
title = {Laser-driven ion acceleration in long-lived optically shaped gaseous targets enhanced by magnetic vortices},
author = {I. Tazes and S. Passalidis and G. Andrianaki and A. Skoulakis and C. Karvounis and D. Mancelli and J. Pasley and E. Kaselouris and I. Fitilis and M. Bakarezos and E. P. Benis and N. A. Papadogiannis and V. Dimitriou and M. Tatarakis},
journal= {arXiv preprint arXiv:2505.24508},
year = {2026}
}