Simulation relativistischer Laser-Plasma Wechselwirkung mit dichter Materie

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Ziel dieses Forschungsvorhabens ist die Simulation der Wechselwirkung kurzer intensiver Laserpulse mit dichter Materie bei Intensitäten im Bereich Il²=1017-1021W/cm²·µm² und die Entwicklung neuer Anwendungen. Ziele für die zweite Antragsperiode bauen auf Ergebnissen der ersten zwei Jahre auf und beziehen sich vor allem· auf die Physik relativistischer Laserplasma-Kanäle und der Beschleunigung von Elektronenstrahlen auf Energien bis 1 GeV und Stromdichten der Größenordnung enec~1012A/cm², wobei der neu-entdeckte resonante FEL-Beschleunigungsmechanismus im Vordergrund steht, und· auf superradiante Verstärkung ultra-kurzer Laserpulse in Plasma, einen neuen Weg zur Erzeugung relativistischer Laserpulse alternativ zum CPA Verfahren, zu dem die Gruppe des Antragstellers bereits wesentlich beigetragen hat.Mit Hilfe von PIC Simulationen, insbesondere auf der Basis des 3D-PIC code VLPL, sollen Laserplasma-Experimente analysiert werden, insbesondere· die Wechselwirkung mit Clustern,· die Plasmadynamik bei Petawatt-Schüssen auf Festkörpertargets und entsprechende Laser-Teilchenphysik,· die Entwicklung neuartiger Laser-Ionenquellen und· die kollektive Dynamik laser-getriebener ultrahoher Elektronenströme in Plasma mit Anwendung auf das Fast-Ignition Konzept für Kernfusion.