Вышедшие номера
Home » Оптика и спектроскопия » Год 2022, выпуск 4 » Статья стр. 535
<<<>>>
Моделирование генерации гамма-излучения при взаимодействии сильноточных пучков ультрарелятивистских частиц с плазмой
DOI: 10.21883/OS.2022.04.52268.56-21
Российский научный фонд, 20-12-00077
Самсонов A.С. 1, Костюков И.Ю. 1
1Федеральный исследовательский центр Институт прикладной физики Российской академии наук, Нижний Новгород, Россия
Email: asams@ipfran.ru
Поступила в редакцию: 20 декабря 2021 г.
В окончательной редакции: 20 декабря 2021 г.
Принята к печати: 30 декабря 2021 г.
Выставление онлайн: 15 февраля 2022 г.
PDF версия
Рассмотрено образование жёстких фотонов в процессе взаимодействии сильноточных пучков ультрарелятивистских частиц с протяжёнными плазменными мишенями. С помощью полноразмерного трёхмерного численного моделирования методом частиц-в-ячейках установлена зависимость эффективности конверсии энергии пучка в энергию гамма-излучения от параметров мишени: толщины и концентрации. Представлена аналитическая оценка, полученная в рамках приближённой модели, хорошо совпадающая с результатами численного моделирования. Рассмотренная конфигурация взаимодействия может являться достаточно простым и эффективным способом получения качественных гамма-пучков. Ключевые слова: сильноточные пучки, плазменные мишени, гамма-излучение.
  1. The Extreme Light Infrastructure [Электронный ресурс]. URL: https://www.eli-laser.eu
  2. Z. Gan, L. Yu, C. Wang, Y. Liu, Y. Xu, W. Li, S. Li, L. Yu, X. Wang, X. Liu, J. Chen, Y. Peng, L. Xu, B. Yao, X. Zhang, L. Chen, Y. Tang, X. Wang, D. Yin, X. Liang, Y. Leng, R. Li, Z. Xu. In: Progress in Ultrafast Intense Laser Science XVI, 199-217 (Springer) (2021). DOI: 10.1007/978-3-030-75089-3\_10
  3. J. P. Zou, C. Le Blanc, D. N. Papadopoulos, G. Cheriaux, P. Georges, G. Mennerat, F. Druon, L. Lecherbourg, A. Pellegrina, P. Ramirez, F. Giambruno, A. Fr.neaux, F. Leconte, D. Badarau, J.M. Boudenne, D. Fournet, T. Valloton, J.L. Paillard, J.L. Veray, M. Pina, P. Monot, J.P. Chambaret, P. Martin, F. Mathieu, P. Audebert, F. Amiranoff. High Power Laser Sci. Eng., 3 (e2) (2015). DOI: 10.1017/hpl.2014.41
  4. XCELS [Электронный ресурс]. URL: http://www.xcels.iapras.ru
  5. B. Shen, Z. Bu, J. Xu, T. Xu, L. Ji, R. Li, Z. Xu. Plasma Phys. Control. Fusion, 60 (4), 044002 (2018). DOI: 10.1088/1361-6587/aaa7fb
  6. C. Danson, C. Haefner, J. Bromage, T. Butcher, J. F. Chanteloup, E. A. Chowdhury, A. Galvanauskas, L. A. Gizzi, J. Hein, D. I. Hillier, N. W. Hopps, Y. Kato, E. A. Khazanov, R. Kodama, G. Korn, R. Li, Y. Li, J. Limpert, J. Ma, C. Hee Nam, D. Neely, D. Papadopoulos, R. R. Penman, L. Qian, J. J. Rocca, A. A. Shaykin, C. W. Siders, C. Spindloe, S. Szatm.ri, R. M. G. M. Trines, J. Zhu, P. Zhu,J. D. Zuegel. High Power Laser Sci. Eng., 7 (e54) (2019). DOI: 10.1017/hpl.2019.36
  7. C. Schroeder, E. Esarey, C. Geddes, C. Benedetti, W. Leemans. Phys. Rev. Accel. Beams, 13 (10), 101301 (2010). DOI: 10.1103/physrevstab.13.101301
  8. Technical Design Report for the FACET-II Project at SLAC National Accelerator Laboratory (2016) [Электронный ресурс]. URL: http://www.osti.gov/servlets/purl/1340171/
  9. V. Yakimenko, S. Meuren, F. Del Gaudio, C. Baumann, A. Fedotov, F. Fiuza, T. Grismayer, M. Hogan, A. Pukhov, L. Silva, G. White. Phys. Rev. Lett., 122 (19), 190404 (2019). DOI: 10.1103/PhysRevLett.122.190404
  10. F. Del Gaudio, T. Grismayer, R. Fonseca, W. Mori, L. Silva. Phys. Rev. Accel. Beams, 22 (2), 023402 (2019). DOI: 10.1103/PhysRevAccelBeams.22.023402
  11. R.J. Noble. Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. A, 256 (3), 427-433 (1987). DOI: 10.1016/0168-9002(87)90284-1
  12. R. Blankenbecler, S.D. Drell. Phys. Rev. D, 36 (1), 277 (1987). DOI: 10.1103/PhysRevD.36.277
  13. M. Bell, J.S. Bell. In: Quantum Mechanics, High Energy Physics Accelerators: Selected Papers Of John S Bell (With Commentary), ed. by M. Bell, K. Gottfried, M. Veltman (World Scientific, 1995), pp. 99-104. DOI: 10.1142/2611
  14. P. Chen, V.I. Telnov. Phys. Rev. Lett., 63 (17), 1796 (1989). DOI: 10.1103/PhysRevLett.63.1796
  15. J. Esberg, U. Uggerhj, B. Dalena, D. Schulte. Phys. Rev. Accel. Beams, 17 (5), 051003, (2014). DOI: 10.1103/PhysRevSTAB.17.051003
  16. M. Tamburini, S. Meuren. Phys. Rev. D, 104 (9), L091903 (2020). DOI: 10.1103/PhysRevD.104.L091903
  17. M. Filipovic, C. Baumann, A.M. Pukhov, A.S. Samsonov, I.Yu. Kostyukov. Quantum Electron., 51 (9), 807-811 (2021). DOI: 10.1070/qel17606
  18. J. Rosenzweig, B. Breizman, T. Katsouleas, J. Su. Phys. Rev. A, 44 (10), R6189 (1991). DOI: 10.1103/PhysRevA.44.R6189
  19. A. Pukhov J. Meyer-ter Vehn. Appl. Phys. B, 74 (4), 355-361 (2002). DOI: 10.1007/s003400200795
  20. QUILL code [Электронный ресурс]. URL: https://github.com/QUILL-PIC/Quill
  21. A. Samsonov, A. Pukhov, I. Kostyukov. J. Phys.: Conf. Ser., 1692 (1), 012002 (2020). DOI: 10.1088/1742-6596/1692/1/012002
  22. C.K. Birdsall, A.B. Langdon. Plasma physics via computer simulation (CRC press, 2004)
  23. M.D. Meyers, C.K. Huang, Y. Zeng, S.A. Yi, B.J. Albright. J. Comput. Phys., 297, 565-583 (2015). DOI 10.1016/j.jcp.2015.05.037
  24. A. Blinne, D. Schinkel, S. Kuschel, N. Elkina, S. Rykovanov, M. Zepf. Comput. Phys. Comm., 224, 273-281 (2018). DOI: 10.1016/j.cpc.2017.10.010
  25. A. Sampath, X. Davoine, S. Corde, L. Gremillet, M. Gilljohann, M. Sangal, C. Keitel, R. Ariniello, J. Cary, H. Ekerfelt, C. Emma, F. Fiuza, H. Fujii, M. Hogan, C. Joshi, A. Knetsch, O. Kononenko, V. Lee, M. Litos, K. Marsh, Z. Nie, B. O.Shea, J. Peterson, P. Claveria, D. Storey, Y. Wu, X. Xu, C. Zhang, M. Tamburini. Phys. Rev. Lett., 126 (6), 064801 (2021). DOI: 10.1103/PhysRevLett.126.064801
  26. I. Kostyukov, A. Pukhov, S. Kiselev. Phys. Plasmas, 11 (11), 5256-5264 (2004). DOI: 10.1063/1.1799371
  27. J.G. Kirk, A. Bell, I. Arka. Plasma Phys. Control. Fusion, 51 (8), 085008, (2009). DOI: 10.1088/0741-3335/51/8/085008
  28. S. Bulanov, C. Schroeder, E. Esarey, W. Leemans. Phys. Rev. A, 87 (6), 062110 (2013). DOI: 10.1103/PhysRevA.87.062110
  29. T.Z. Esirkepov, S.S. Bulanov, J.K. Koga, M. Kando, K. Kondo, N.N. Rosanov, G. Korn, S.V. Bulanov. Phys. Lett. A, 379 (36), 2044 (2015). DOI: 10.1016/j.physleta.2015.06.017
  30. F. Niel, C. Riconda, F. Amiranoff, R. Duclous, M. Grech. Phys. Rev. E, 97 (4), 043209 (2018). DOI: 10.1103/physreve.97.043209
  31. A. Gonoskov, T. Blackburn, M. Marklund, S. Bulanov. Charged particle motion and radiation in strong electromagnetic fields [Электронный ресурс]. URL: https://arxiv.org/abs/2107.02161
  32. A.S. Samsonov, E.N. Nerush, I.Y. Kostyukov, M. Filipovic, C. Baumann, A. Pukhov. New J. Phys., 23 (10), 103040 (2021). DOI: 10.1088/1367-2630/ac2e84
  33. A.A. Golovanov, E.N. Nerush, I.Yu. Kostyukov. Radiation reaction-dominated regime of wakefield acceleration [Электронный ресурс]. URL: https://arxiv.org/abs/2109.04866

Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.

Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.

Учредители

Издатель

© 2024 Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук
Powered by webapplicationthemes.com - High quality HTML Theme