Electromagnetic field growth triggering super-ponderomotive electron acceleration during multi-picosecond laser-plasma interaction
Electromagnetic field growth triggering super-ponderomotive electron acceleration during multi-picosecond laser-plasma interaction
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多皮秒激光-等离子体相互作用期间电磁场增长触发超重质动力电子加速
DOI：
10.1038/s42005-019-0197-6
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发表时间：
2019
影响因子：
5.5
通讯作者：
Fujioka Shinsuke
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Kojima Sadaoki;Hata Masayasu;Iwata Natsumi;Sentoku Yasuhiko;Fujioka Shinsuke
激光加速的相对论电子（RE）的平均动能对激光强度的依赖关系，即所谓的有质动力标度（ponderomotive scaling），很好地解释了迄今为止的实验结果;然而，这种标度不再适用于多皮秒（multi-ps）激光实验。在这里，生产稀土的实验研究通过多ps的相对论激光等离子体相互作用（LPI）。较低的斜率温度显示出对脉冲持续时间的依赖性很小，并且接近有质动力标度值，而较高的斜率温度似乎受脉冲持续时间的影响。高的斜坡温度远远超过有质动力标度值，这表明超有质动力稀土（SP-RE）。模拟和实验的证据表明，SP-RE产生的LPI在一个临界等离子体，其中一个大的准静态电磁场迅速增长后的阈值定时在multi-ps LPI。
The dependence of the mean kinetic energy of laser-accelerated relativistic electrons (REs) on the laser intensity, so-called ponderomotive scaling, explains well the experimental results to date; however, this scaling is no longer applicable to multi-picosecond (multi-ps) laser experiments. Here, the production of REs was experimentally investigated via multi-ps relativistic laser–plasma-interaction (LPI). The lower slope temperature shows little dependence on the pulse duration and is close to the ponderomotive scaling value, while the higher slope temperature appears to be affected by the pulse duration. The higher slope temperature is far beyond the ponderomotive scaling value, which indicates super-ponderomotive REs (SP-REs). Simulation and experimental evidence are provided to indicate that the SP-REs are produced by LPI in an under-critical plasma, where a large quasi-static electromagnetic field grows rapidly after a threshold timing during multi-ps LPI.
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通讯作者：
T. Tanimoto;H. Habara;R. Kodama;M. Nakatsutsumi;K. Tanaka;K. Lancaster;James C. Green;R. Scott;M. Sherlock;P. Norreys;R. Evans;M. Haines;S. Kar;M. Zepf;J. King;T. Ma;M. Wei;T. Yabuuchi;F. Beg;M. Key;P. Nilson;R. Stephens;H. Azechi;K. Nagai;T. Norimatsu;K. Takeda;J. Valente;J. Davies
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