Выпуски

 / 

2008

 / 

Август

  

Обзоры актуальных проблем


Генерация быстрых заряженных частиц и сверхсильных магнитных полей при взаимодействии сверхкоротких интенсивных лазерных импульсов с твердотельными мишенями

 а,  б,  в,  а
а Центральный научно-исследовательский институт машиностроения, ул. Пионерская 4, Королев, Московская обл., 141070, Российская Федерация
б Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет), Институтский пер. 9, Долгопрудный, Московская обл., 141701, Российская Федерация
в Институт ядерного синтеза Российского научного центра «Курчатовский институт», пл. Курчатова 1, Москва, 123182, Российская Федерация

Дан обзор недавних экспериментальных и теоретических исследований по генерации быстрых заряженных частиц и сверхсильных магнитных полей при взаимодействии сверхкоротких лазерных импульсов с твердотельными мишенями. Рассмотрены механизмы генерации быстрых заряженных частиц в сверхсильных световых полях лазерного излучения с интенсивностями в диапазоне 1017-1021 Вт см-2. Детально анализируется ускорение электронов, обусловленное их вакуумным нагревом, пондеромоторным потенциалом, резонансным поглощением, полем кильватерной волны в докритической части плазмы, циклотронным и другими механизмами. Приведены экспериментальные данные по ускорению протонов и атомарных ионов полями пространственного заряда на тонких и толстых твердотельных мишенях и их теоретическая интерпретация. Значительное внимание уделено генерации сверхсильных квазистатических магнитных полей в лазерной плазме и методам их измерения для различных лазерных импульсов как фемто-, так и пикосекундной длительности. Обсуждаются возможности возникновения магнитных плазменных конфигураций и возможностей магнитного удержания плазмы.

Текст pdf (546 Кб)
English fulltext is available at DOI: 10.1070/PU2008v051n08ABEH006541
PACS: 41.75.Jv, 52.38.−r, 79.20.Ds (все)
DOI: 10.3367/UFNr.0178.200808b.0823
URL: https://ufn.ru/ru/articles/2008/8/b/
Цитата: Беляев В С, Крайнов В П, Лисица В С, Матафонов А П "Генерация быстрых заряженных частиц и сверхсильных магнитных полей при взаимодействии сверхкоротких интенсивных лазерных импульсов с твердотельными мишенями" УФН 178 823–847 (2008)
BibTexBibNote ® (generic)BibNote ® (RIS)MedlineRefWorks

English citation: Belyaev V S, Krainov V P, Lisitsa V S, Matafonov A P “Generation of fast charged particles and superstrong magnetic fields in the interaction of ultrashort high-intensity laser pulses with solid targetsPhys. Usp. 51 793–814 (2008); DOI: 10.1070/PU2008v051n08ABEH006541

Список литературы (99) ↓ Статьи, ссылающиеся на эту (75) Похожие статьи (20)

  1. Tatarakis M et al. Phys. Plasmas 9 2244 (2002)
  2. Beg F N et al. Phys. Rev. Lett. 92 095001 (2004)
  3. Umstadter D J. Phys. D 36 R151 (2003)
  4. Mourou G A, Tajima T, Bulanov S V Rev. Mod. Phys. 78 309 (2006)
  5. Андреев А В, Гордиенко В М, Савельев А Б Квантовая электрон. 31 941 (2001); Andreev A V, Gordienko V M, Savel'ev A B Quantum Electron. 31 941 (2001)
  6. Беляев В С и др. ЖЭТФ 126 819 (2004); Belyaev V S et al. JETP 99 708 (2004)
  7. Беляев В С и др. Письма в ЖЭТФ 81 753 (2005); Belyaev V S et al. JETP Lett. 81 616 (2005)
  8. Brunel F Phys. Rev. Lett. 59 52 (1987)
  9. Wilks S C et al. Phys. Rev. Lett. 69 1383 (1992)
  10. Беляев В С Квантовая электроника 34 41 (2004); Belyaev V S Quantum Electron. 34 41 (2004)
  11. Гуськов С Ю и др. Письма в ЖЭТФ 73 740 (2001); Gus'kov S Yu et al. JETP Lett. 73 655 (2001)
  12. Demchenko N N, Rozanov V B J. Russ. Laser Res. 22 228 (2001)
  13. Pukhov A, Sheng Z-M, Meyer-ter-Vehn J Phys. Plasmas 6 2847 (1999)
  14. Esarey E et al. IEEE Trans. Plasma Sci. 24 252 (1996)
  15. Amiranoff F et al. Phys. Rev. Lett. 81 995 (1998)
  16. Pukhov A Rep. Prog. Phys. 66 47 (2003)
  17. Chen L M et al. Phys. Plasmas 8 2925 (2001)
  18. Cai H et al. Phys. Plasmas 13 063108 (2006)
  19. Bauer D, Mulser P Phys. Plasmas 14 023301 (2007)
  20. Rastunkov V S, Krainov V P Laser Phys. 15 262 (2005)
  21. Sentoku Y et al. Appl. Phys. B 74 207 (2002)
  22. Mangles S P D et al. Phys. Rev. Lett. 94 245001 (2005)
  23. Cai H et al. Phys. Plasmas 13 113105 (2006)
  24. Miyauchi K et al. Phys. Plasmas 11 4878 (2004)
  25. Singh K P Phys. Plasmas 11 1164 (2004)
  26. He F et al. Phys. Rev. E 68 046407 (2004)
  27. Kaplan A E, Pokrovsky A L Phys. Rev. Lett. 95 053601 (2005)
  28. Sazegari V, Mirzaie M, Shokri B Phys. Plasmas 13 033102 (2006)
  29. Startsev E A, McKinstrie C J Phys. Plasmas 10 2552 (2003)
  30. Kawata S et al. Laser Part. Beams 23 61 (2005)
  31. Коржиманов А В и др. ЖЭТФ (2008), в печати
  32. Naumova N et al. Phys. Rev. Lett. 93 195003 (2004)
  33. Fedorov M V Atomic and Free Electrons in a Strong Light Field (Singapore: World Scientific, 1997)
  34. Беляев В С, Костенко О Ф, Лисица В С Письма в ЖЭТФ 77 784 (2003); Belyaev V S, Kostenko O F, Lisitsa V S JETP Lett. 77 653 (2003)
  35. Павленко Ю Г Лекции по теоретической механике (М.: Изд-во МГУ, 1991)
  36. Tajima T, Dawson J M Phys. Rev. Lett. 43 267 (1979)
  37. Esarey E, Pilloff M Phys. Plasmas 2 1432 (1995)
  38. Malka V et al. Phys. Plasmas 8 2605 (2001)
  39. Thomas A G R et al. Phys. Rev. Lett. 98 095004 (2007)
  40. Mangles S P D et al. Phys. Rev. Lett. 96 215001 (2006)
  41. Gildenburg V B, Vvedenskii N V Phys. Rev. Lett. 98 245002 (2007)
  42. Pukhov A, Meyer-ter-Vehn J Appl. Phys. B 74 355 (2002)
  43. Yamagiwa M et al. Laser Phys. 16 252 (2006)
  44. Esirkepov T et al. Phys. Rev. Lett. 96 014803 (2006)
  45. Faure J et al. Phys. Rev. Lett. 95 205003 (2005)
  46. Kiselev S, Pukhov A, Kostyukov I Phys. Rev. Lett. 93 135004 (2004)
  47. Kando M et al. Phys. Rev. E 71 015403(R) (2005)
  48. Krasovitskii V B et al. Phys. Plasmas 11 724 (2004)
  49. Ландау Л Д, Лифшиц Е М Электродинамика сплошных сред (М.: Наука, 1982); Translated into English, Landau L D, Lifshitz E M Electrodynamics of Continuous Media (Oxford: Pergamon Press, 1984)
  50. Sentoku Y et al. Phys. Plasmas 10 2009 (2003)
  51. Pukhov A Phys. Rev. Lett. 86 3562 (2001)
  52. Hatchett S P et al. Phys. Plasmas 7 2076 (2000)
  53. Krushelnick K, Clark E L, Zepf M Phys. Plasmas 7 2055 (2000)
  54. Maksimchuk A et al. Phys. Rev. Lett. 84 4108 (2000)
  55. Clark E L et al. Phys. Rev. Lett. 85 1654 (2000)
  56. Snavely R A et al. Phys. Rev. Lett. 85 2945 (2000)
  57. Wilks S C et al. Phys. Plasmas 8 542 (2001)
  58. Murakami Y et al. Phys. Plasmas 8 4138 (2001)
  59. Okihara S et al. J. Nucl. Sci. Technol. 39 1 (2002)
  60. Крайнов В П, Смирнов Б М, Смирнов М Б УФН 177 953 (2007); Krainov V P, Smirnov B M, Smirnov M B Phys. Usp. 50 907 (2007)
  61. Roth M et al. Phys. Rev. ST Accel. Beams 5 061301 (2002)
  62. Mackinnon A J et al. Phys. Rev. Lett. 86 1769 (2001)
  63. Mackinnon A J et al. Phys. Rev. Lett. 88 215006 (2002)
  64. Zepf M et al. Phys. Rev. Lett. 90 064801 (2003)
  65. Mora P Phys. Rev. Lett. 90 185002 (2003)
  66. Mora P Phys. Rev. E 72 056401 (2005)
  67. Fuchs J et al. Nature Phys. 2 48 (2006)
  68. Fuchs J et al. Phys. Rev. Lett. 94 045004 (2005)
  69. Kaluza M et al. Phys. Rev. Lett. 93 045003 (2004)
  70. Robson L et al. Nature Phys. 3 58 (2007)
  71. Cowan T E et al. Phys. Rev. Lett. 92 204801 (2004)
  72. Oishi Y et al. Phys. Plasmas 12 073102 (2005)
  73. d'Humières E et al. Phys. Plasmas 12 062704 (2005)
  74. Брантов А В, Быченков В Ю, Розмус В Квантовая электрон. 37 863 (2007); Brantov A V, Bychenkov V Yu, Rozmus V Quantum Electron. 37 863 (2007)
  75. Borghesi M et al. Phys. Rev. Lett. 81 112 (1998)
  76. Stamper J A Laser Part. Beams 9 841 (1991)
  77. Wilks S C et al. Phys. Rev. Lett. 69 1383 (1992)
  78. Bell A R et al. Phys. Rev. E 48 2087 (1993)
  79. Быченков В Ю и др. Письма в ЖЭТФ 58 183 (1993); Bychenkov V Yu et al. JETP Lett. 58 184 (1993)
  80. Sudan R N Phys. Rev. Lett. 70 3075 (1993)
  81. Haines M G Phys. Rev. Lett. 78 254 (1997)
  82. Mason R J, Tabak M Phys. Rev. Lett. 80 524 (1998)
  83. Krainov V P J. Phys. B 36 3187 (2003)
  84. Weibel E S Phys. Rev. Lett. 2 83 (1959)
  85. Krainov V P ЖЭТФ 123 487 (2003); Krainov V P JETP 96 430 (2003)
  86. Najmudin Z et al. AIP Conf. Proc. 827 53 (2006)
  87. Tatarakis M et al. Nature 415 280 (2002)
  88. Wagner U et al. Phys. Rev. E 70 026401 (2004)
  89. Eliezer S et al. Phys. Lett. A 336 390 (2005)
  90. Гордеев А В, Лосева Т В Физ. плазмы 29 809 (2003); Gordeev A V, Losseva T V Plasma Phys. Rep. 29 748 (2003)
  91. Tzintsadze N et al. Phys. Plasmas 9 4270 (2002)
  92. Sakagami Y et al. Phys. Rev. Lett. 42 839 (1979)
  93. Tatarakis M in Proc. of the 28th EPS Conf. on Controlled Fusion and Plasma Physics, 18 – 22 June 2001, Madeira, Portugal (Ed. C Silva) (Madeira: Technopolo, Furchal, 2001)
  94. Forslund D et al. Phys. Fluids 15 1303 (1972)
  95. Галеев А А и др. Письма ЖЭТФ 15 417 (1972); Galleev A A et al. JETP Lett. 15 294 (1972)
  96. Буреева Л А, Гавриленко В П, Лисица В С в сб. Энциклопедия низкотемпературной плазмы Т. 1 (Гл. ред. В Е Фортов) (М.: Наука, 2000)
  97. Arefyev V I, Silin V P, Uryupin S A Phys. Lett. A 255 307 (1999)
  98. Tajima T, Kishimoto Y, Masaki T Phys. Scripta T89 45 (2001)
  99. Lisitsa V S, Skovoroda A A Eur. Phys. J. D 38 571 (2006)

© Успехи физических наук, 1918–2022
Электронная почта: ufn@ufn.ru Телефоны и адреса редакции О журнале Пользовательское соглашение