电磁喷雫中成对等离子体的性质
等离子体物理
2025-11-11 v2 高能天体物理现象
高能物理 - 实验
高能物理 - 理论
摘要
来自高能电子束与靶料相互作用产生的电磁喷雫是制造实验室成对等离子体的有前景的途径。本文对描述该过程的动力学方程进行解析求解。定义了两种体系，由靶料厚度 L 与喷雫长度 L_sh 的比值决定，该比值取决于电子能量和靶料成分。对于薄靶 (L < L_sh)，我们推导出产生的光子和成对的谱以及成对数的显式表达式。对于厚靶 (L > L_sh)，我们获得了总体成对数和光子谱。解析结果与 Geant4 模拟结果良好一致，发现显著的成对逃逸需要 L < L_sh。推导了逃逸成对喷流的发散、密度和特征尺寸，并获得了成对等离子体形成的准则。虽然当前激光喷雫束不太适合，但多功率激光可能提供新的适合用于实验室制造成对等离子体的电子或光子源。
引用
@article{arxiv.2505.18843,
title = {Properties of Pair Plasmas Emerging from Electromagnetic Showers in Matter},
author = {M. Pouyez and G. Nicotera and M. Galbiati and T. Grismayer and L. Lancia and C. Riconda and M. Grech},
journal= {arXiv preprint arXiv:2505.18843},
year = {2025}
}