Development and characterization of targets to test laser proton acceleration to GeV energies using novel acceleration mechanisms

使用新型加速机制测试激光质子加速到 GeV 能量的目标的开发和表征

• 批准号: 222910124
• 负责人: Professor Dr. Markus Roth
• 金额: --
• 依托单位: Institut für Kernphysik
• 依托单位国家: 德国
• 项目类别: Research Grants
• 财政年份: 2012
• 资助国家: 德国
• 起止时间: 2011-12-31 至 2017-12-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/222910124?language=en
• 关键词: Development; characterization; targets; test; laser

Die Beschleunigung von Ionen durch ultra-intensive Laser ist ein junges Forschungsgebiet mit großem Potenzial für die Grundlagenforschung und für Anwendungen. Für Anwendungen z.B. in der Medizin (Tumortherapie) werden Protonenstrahlen von einigen hundert MeV benötigt. Bislang sind alle Versuche diese Strahlen durch Hochleistungslaser zu erzeugen gescheitert. Neue Beschleunigungsmechanismen erfordern neuartige Targets, welche entwickelt und verlässlich reproduzierbar hergestellt werden müssen. Ein theoretisch vorhergesagter, und in ersten Experimenten nachgewiesener Mechanismus ist der sogenannte Break-Out-Afterburner (BOA), dessen theoretische Grundlagen 2006 am Los Alamos National Laboratory entwickelt und zumindest grundlegend 2010 nachgewiesen wurde. Nach den Berechnungen sollte ein reines, gefrorenes, freistehendes und dünnes Wasserstofftarget bei heute erreichbaren Laserparametern Protonenenergien über 200 MeV, und mit zukünftig realisierbaren Lasersystemen bis zu einem GeV ermöglichen. Das Ziel des Antrages ist es ein solches Target herzustellen, zu charakterisieren und die theoretischen Vorhersagen am Experiment zu überprüfen. Ein Erfolg des Projektes würde einen Durchbruch bei der Nutzung einer kompakten Laser-Teilchenbeschleunigung darstellen.Seit dem Datum der ersten Einreichung des Antrages sind weitere experimentelle Hinweise auf die Existenz des BOA Mechanismus gefunden worden. Aufgrund des Fehlens eines optimierten Targets sind jedoch bislang alle Experimente im Bezug auf die gefundenen Teilchenenergien weit hinter den theoretisch vorhergesagten Erwartungen oder der Relevanz für z.B. medizinische Anwendungen geblieben.

通过超强激光对电离层进行联合治疗是一项具有巨大潜力的基础研究和辅助研究。Für Anwendungen z.B.在Medizin（肿瘤治疗）中，韦尔登的质子辐射量为数百兆电子伏。所有这些都是通过电梯电梯来实现的。Neue Beschleunigungsmechanismen erfordern neuartige Target，welche entwickelt und verlässlich reproduzierbar hergestelt韦尔登müssen。一个理论上的预言，和最早的实验上的机理是一个爆发式加力燃烧室（BOA），理论基础是2006年洛斯阿拉莫斯国家实验室开始的，2010年开始的。在200 MeV质子能量的激光参数下，激光系统将产生一个小的、大的、自由的和小的Wasserstoff目标，并将其实现为一个GeV的激光系统。这是一个具有挑战性的目标，它的特点和理论基础是实验性的。Ein Erjektes würde einen Durchbruch bei der Nutzung einer kompakten Laser-Teilchenbesbestunigung darstellen.Seit dem Datum der ersten Einreichung des Antrages sind weitere experimentelle Hinweise auf die BOA Mechanismus gefunden沃登.通过实验确定最佳的目标值，并将其应用于理论研究或与Z.B.的相关性研究。医疗保险已经到期。