whitewood 白木分享 http://blog.sciencenet.cn/u/whitewood 理论物理博士,北师大研究员,主要研究激光等离子体。

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梦想之光

已有 5073 次阅读 2008-6-18 09:25 |个人分类:科技小品|系统分类:科普集锦

激光与等离子体相互作用是等离子体中典型的非线性问题,也是激光聚变研究与实现新一代小型化高能加速器的核心问题之一。八十年代中期以来,随着啁啾脉冲放大技术的出现,实验室中可以获得聚焦强度高达1018Wcm-2,脉冲宽度达到飞秒量级(10-15s的激光脉冲。与长脉冲相比,电子在超高强度的激光场的作用下,可以获得很大的速度(接近光速),这时激光与等离子体相互作用必须考虑相对论效应。2006MourouTajimaBulanov等在Reviews of Modern Physics上以63页的篇幅总结和回顾了近十几年来对激光与等离子体相对论性相互作用的研究所取得的进展。因此围绕着强激光与等离子体相互作用,国内外许多研究小组都在进行强有力的研究。

在超强超短脉冲激光与物质相互作用中,会产生大量的非线性现象,而长时间存在的孤子,因为其鲁棒性行为而受到人们的广泛关注。1999Bulanov等人通过三维粒子云(PIC)模拟,已经观察到了激光脉冲与亚浓密等离子体相互作用中的相对论性孤子现象。

超短超强激光驱动电子等离子体加速电子,可获得能量高达100MeV - 1GeV、电荷接近1 nC、方向性优良、能散度小的高性能电子束,从而在高能加速器、聚变物理、短脉冲高亮度X光源产生、实现小型化激光加速等领域都有重大的应用价值

理论和实验都表明,当等离子体的密度达到n=1018cm-3时,尾场的强度可以达到E=1GV/m。早在1979年,TajimaDawson就详细分析了利用纵向的激光尾场作为电子加速场的可能性,并依照当时的激光技术,提出了利用激光拍频波激发大幅度激光尾场的方案,但在当时,所需要的高强度超快激光脉冲是无法实现的。经过20多年的实验技术和理论研究方面的努力,在本世纪初期终于有了实质性的突破。2004年,美国、英国、法国的实验同时实现了背景等离子体中电子的自注入,得到了能量为几十至几百MeV 的超短单能电子束,三个小组的工作在同一期“Nature”上发表可见其重要性。其中的“空泡”加速机制受到人们极大的关注。

参考文献:

[1] A. V. Borovsky, A. L. Galkin, A. B. Shiryaev and T. Auguste, Laser Physics at Relativistic Intensities, Springer-Verlag, 2003.

[2] G. A. Mourou, T. Tajima and S. V. Bulanov, Rev. Mod. Phys. 78, 309 (2006).

[3] S. V. Bulanov et al., Phys. Rev. Lett. 82, 3440 (1999).

[4] N. M. Naumova et al., Phys. Rev. Lett. 87, 185004 (2001).

[5] B. S. Xie and S. C. Du, Front Phys. China 2, 178 (2007).

[6] D. Farina and S. V. Bulanov, Phys. Rev. Lett. 86, 5289 (2001).

[7] B. F. Shen et al., Phys. Rev. E 70, 036403 (2004).

[8] Z.M. Sheng et al., Phys. Rev. Lett. 88, 055004 (2002)

[9] P. Gibbon, Short Pulse Laser Interactions with Matter: An Introduction, Imperial College Press, 2005.

[10] C. Joshi, Phys. Plasmas 14, 055501 (2007).

[11] T. Tajima and J. M. Dawson, Phys. Rev. Lett. 43, 267 (1979).

[12] S. P. D. Mangles et al., Nature 431, 535 (2004).

[13] C. G. R. Geddes et al., Nature 431, 538 (2004).

[14] J. Faure et al., Nature 431, 541 (2004).

[15] A. Pukhov et al., Nucl. Fusion 44, S191 (2004).

[16] A. Pukhov et al., Plasma Phys. Control.  Fusion 44, B179 (2004).

[17] M. Geissler et al., New Journal Phys. 8, 1 (2006).

[18] B. F. Shen et al., Phys. Rev. E 76, 055402 (2007).

[19] Z. M. Sheng et al., Phys. Rev. Lett. 88, 055004 (2002).

[20] T. Esirkepov et al., Phys. Rev. Lett. 96, 014803 (2006).

[21] B. S. Xie et al., Phys. Plasmas 14, 073103 (2007).

[22] B. S. Xie et al., Appl Phys. Lett. 91, 011118 (2007).

[23] G. A. Mourou and D. Umstadter, Scientific America 81, (2002).

[24] V. Malka et al., Med. Phys. 31, 1587 (2004).

  





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1 曾茂进

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