Выпуски

 / 

2013

 / 

Май

  

Обзоры актуальных проблем


Релятивистские зеркала в плазме — новые результаты и перспективы

 а, б,  а,  а,  а,  в, г, д
а Kansai Photon Science Institute, Japan Atomic Energy Agency, 8-1-7 Umemidai, Kyoto, Kizugawa-shi, 619-0215, Japan
б Институт общей физики им. А.М. Прохорова Российской академии наук, ул. Вавилова 38, Москва, 119942, Российская Федерация
в Государственный оптический институт им. С.И. Вавилова, Биржевая линия 12, Санкт-Петербург, 199034, Российская Федерация
г Национальный исследовательский университет ИТМО, Кронверкский просп. 49, лит. А, Санкт-Петербург, 197101, Российская Федерация
д Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН, Санкт-Петербург, Российская Федерация

Релятивистские зеркала в виде модуляций показателя преломления формируются сильными электромагнитными волнами в плазме и других нелинейных средах. При отражении от релятивистского зеркала происходит повышение частоты и интенсивности электромагнитной волны. Развитие данного направления обещает создание источников ультракоротких рентгеновских импульсов с характерным временем в аттосекундном диапазоне. Ожидаемая интенсивность такого излучения может отвечать уровню, при котором вступают в игру нелинейные эффекты квантовой электродинамики. Сильная волна при взаимодействии с зеркалом, движущимся в одном с ней направлении, передаёт ему энергию, приводя к эффективному ускорению ионов.

Текст: pdf
Войдите или зарегистрируйтесь чтобы получить доступ к полным текстам статей.
English fulltext is available at IOP
PACS: 52.35.Mw, 52.38.Ph, 52.59.Ye (все)
DOI: 10.3367/UFNr.0183.201305a.0449
URL: https://ufn.ru/ru/articles/2013/5/a/
Цитата: Буланов С В, Есиркепов Т Ж, Кандо М, Пирожков А С, Розанов Н Н "Релятивистские зеркала в плазме — новые результаты и перспективы" УФН 183 449–486 (2013)
BibTexBibNote ® (generic)BibNote ® (RIS)MedlineRefWorks

Поступила: 17 июля 2012, 27 июля 2012

English citation: Bulanov S V, Esirkepov T Zh, Kando M, Pirozhkov A S, Rosanov N N “Relativistic mirrors in plasmas — novel results and perspectivesPhys. Usp. 56 429–464 (2013); DOI: 10.3367/UFNe.0183.201305a.0449

Список литературы (181) ↓ Статьи, ссылающиеся на эту (81) Похожие статьи (20)

  1. Векслер В И Атомная энергия 2 427 (1957); Veksler V I Sov. J. Atom. Energy 2 525 (1957)
  2. Lebedev P N Ann. Physik 6 433 (1901)
  3. Eddington A S Mon. Not. R. Astron. Soc. 85 408 (1925)
  4. Цандер Ф А Техника и жизнь (13) 15 (1924)
  5. Болотовский Б М, Лебедев А Н УФН 177 889 (2007); Bolotovskii B M, Lebedev A N Phys. Usp. 50 847 (2007)
  6. Ledingham K D W, Galster W New J. Phys. 12 045005 (2010)
  7. Roth M et al. Phys. Rev. Lett. 86 436 (2001)
  8. Буланов С В, Хорошков В С Физика плазмы 28 493 (2002); Bulanov S V, Khoroshkov V S Plasma Phys. Rep. 28 453 (2002)
  9. Einstein A Ann. Physik 17 891 (1905)
  10. Davies P C W, Fulling S A Proc. R. Soc. Lond. A 356 237 (1977)
  11. Hawking S W Nature 248 30 (1974)
  12. Unruh W G Phys. Rev. D 14 870 (1976)
  13. Мостепаненко В М, Трунов Н Н УФН 156 385 (1988); Mostepanenko V M, Trunov N N Sov. Phys. Usp. 31 965 (1988)
  14. Landecker K Phys. Rev. 86 852 (1952)
  15. Островский Л А УФН 116 315 (1975); Ostrovskii L A Sov. Phys. Usp. 18 452 (1975)
  16. Dodonov V V Adv. Chem. Phys. 119 309 (2001)
  17. Granatstein V L et al. Phys. Rev. A 14 1194 (1976)
  18. Pasour J A, Granatstein V L, Parker R K Phys. Rev. A 16 2441 (1977)
  19. Семенова В И Изв. вузов Радиофизика 10 1077 (1967); Semenova V I Radiophys. Quantum Electron. 10 599 (1967)
  20. Lampe M, Ott E, Walker J H Phys. Fluids 21 42 (1978)
  21. Белов С Н, Рухадзе А А Краткие сообщ. по физ. (5) 8 (1978)
  22. Savage R L (Jr.), Joshi C, Mori W B Phys. Rev. Lett. 68 946 (1992)
  23. Mori W B et al. Phys. Rev. Lett. 74 542 (1995)
  24. Hashimshony D, Zigler A, Popadopoulos K Phys. Rev. Lett. 86 2806 (2001)
  25. Higashiguchi T et al. Appl. Phys. Lett. 90 111503 (2007)
  26. Аскарьян Г А, Манзон Б М Письма в ЖЭТФ 31 283 (1980); Askar'yan G A, Manzon B M JETP Lett. 31 259 (1980)
  27. Bakunov M I et al. Astropart. Phys. 33 335 (2010)
  28. Bulanov S V et al. Reviews of Plasma Physics Vol. 22 (Ed. V D Shafranov) (New York: Kluwer Acad./Plenum Publ., 2001) p. 227
  29. Mourou G A, Tajima T, Bulanov S V Rev. Mod. Phys. 78 309 (2006)
  30. Marklund M, Shukla P K Rev. Mod. Phys. 78 591 (2006)
  31. Беляев В С и др. УФН 178 823 (2008); Belyaev V S et al. Phys. Usp. 51 793 (2008)
  32. Фортов В Е УФН 179 653 (2009); Fortov V E Phys. Usp. 52 615 (2009)
  33. Esarey E, Schroeder C B, Leemans W P Rev. Mod. Phys. 81 1229 (2009)
  34. Буланов С В Краткие сообщ. по физ. (6) 9 (1991)
  35. Bulanov S V, Esirkepov T, Tajima T Phys. Rev. Lett. 91 085001 (2003)
  36. Bulanov S V, Naumova N M, Pegoraro F Phys. Plasmas 1 745 (1994)
  37. Teubner U, Gibbon P Rev. Mod. Phys. 81 445 (2009)
  38. Naumova N M et al. Phys. Rev. Lett. 92 063902 (2004)
  39. Bulanov S S et al. Phys. Rev. E 73 036408 (2006)
  40. Pirozhkov A S et al. Phys. Plasmas 13 013107 (2006)
  41. Kulagin V V et al. Phys. Plasmas 14 113101 (2007)
  42. Meyer-ter-Vehn J, Wu H-C Eur. Phys. J. D 55 433 (2009)
  43. Bulanov S S et al. Phys. Lett. A 374 476 (2010)
  44. Bulanov S S et al. Phys. Plasmas 19 020702 (2012)
  45. Esirkepov T Zh et al. Phys. Rev. Lett. 103 025002 (2009)
  46. Mourou G, Tajima T Science 331 41 (2011)
  47. Neutze R et al. Nature 406 752 (2000)
  48. Bulanov S V et al. Eur. Phys. J. D 55 483 (2009)
  49. Попов В С УФН 174 921 (2004); Popov V S Phys. Usp. 47 855 (2004)
  50. Болотовский Б М, Столяров С Н УФН 159 155 (1989); Bolotovskii B M, Stolyarov S N Sov. Phys. Usp. 32 813 (1989)
  51. Birrell N D, Davies P C W Quantum Fields in Curved Space (Cambridge: Cambridge Univ. Press, 1982)
  52. Ландау Л Д, Лифшиц Е М Теория поля (M.: Наука, 1988); Landau L D, Lifshitz E M The Classical Theory of Fields (Oxford: Pergamon Press, 1980)
  53. Van Meter J R, Carlip S, Hartemann F V Am. J. Phys. 69 783 (2001)
  54. Михельсон В А Журн. Русск. физ.-хим. об-ва. Ч. физ. 31 (7) 119 (1899)
  55. Миллер М А, Сорокин Ю И, Степанов Н С Физический энциклопедический словарь (Гл. ред. А М Прохоров) (М.: Сов. энциклопедия, 1984) с. 185
  56. Франк И М Изв. АН СССР Сер. физ. 6 3 (1942)
  57. Розанов Н Н Оптика и спектроскопия 107 808 (2009); Rosanov N N Opt. Spectrosc. 107 768 (2009)
  58. Островский Л А Изв. вузов Радиофизика 2 833 (1959)
  59. Фрейдман Г И ЖЭТФ 41 226 (1961); Freidman G I Sov. Phys. JETP 14 165 (1962)
  60. Рупасов В И Квантовая электроника 9 2127 (1982); Rupasov V I Sov. J. Quantum Electron. 12 1383 (1982)
  61. Розанов Н Н Письма в ЖЭТФ 88 577 (2008); Rosanov N N JETP Lett. 88 501 (2008)
  62. Розанов Н Н ЖЭТФ 135 154 (2009); Rozanov N N JETP 108 140 (2009)
  63. Розанов Н Н Оптика и спектроскопия 106 487 (2009); Rosanov N N Opt. Spectrosc. 106 430 (2009)
  64. Розанов Н Н Оптика и спектроскопия 106 680 (2009); Rosanov N N Opt. Spectrosc. 106 609 (2009)
  65. Розанов Н Н Оптика и спектроскопия 106 823 (2009); Rosanov N N Opt. Spectrosc. 106 742 (2009)
  66. Розанов Н Н Оптика и спектроскопия 106 989 (2009); Rosanov N N Opt. Spectrosc. 106 901 (2009)
  67. Розанов Н Н, Высотина Н В, Шацев А Н Письма в ЖЭТФ 93 341 (2011); Rosanov N N, Vysotina N V, Shatsev A N JETP Lett. 93 308 (2011)
  68. Розанов Н Н УФН 175 181 (2005); Rozanov N N Phys. Usp. 48 167 (2005)
  69. Розанов Н Н Письма в ЖЭТФ 95 689 (2012); Rosanov N N JETP Lett. 95 609 (2012)
  70. Гинзбург В Л Распространение электромагнитных волн в плазме (М.: Наука, 1967); Ginzburg V L The Propagation of Electromagnetic Waves in Plasmas (Oxford: Pergamon Press, 1970)
  71. Высотина Н В, Розанов Н Н, Шацев А Н Оптика и спектроскопия 112 320 (2012); Vysotina N V, Rosanov N N, Shatsev A N Opt. Spectrosc. 112 291 (2012)
  72. Ахиезер А И, Половин Р В ЖЭТФ 30 915 (1956); Akhiezer A I, Polovin R V Sov. Phys. JETP 3 696 (1956)
  73. Farina D, Bulanov S V Phys. Rev. Lett. 86 5289 (2001)
  74. Farina D, Bulanov S V Phys. Rev. E 64 066401 (2001)
  75. Козлов В А, Литвак А Г, Суворов Е В ЖЭТФ 76 148 (1979); Kozlov V A, Litvak A G, Suvorov E V Sov. Phys. JETP 49 75 (1979)
  76. Lehmann G, Spatschek K H Phys. Plasmas 17 072102 (2010)
  77. Chian A C-L Phys. Rev. A 24 2773 (1981)
  78. Chakraborty B, Khan M, Bhattacharyya B Phys. Rev. A 28 1047 (1983)
  79. Smetanin I V et al. Phys. Lett. A 320 438 (2004)
  80. Градштейн И С, Рыжик И М Таблицы интегралов, сумм, рядов и произведений (М.: Физматгиз, 1963); Gradshteyn I S, Ryzhik I M Table of Integrals, Series, and Products (New York: Academic Press, 1965)
  81. Whitham G B Linear and Nonlinear Waves (New York: Wiley, 1974)
  82. Кадомцев Б Б, Карпман В И УФН 103 193 (1971); Kadomtsev B B, Karpman V I Sov. Phys. Usp. 14 40 (1971)
  83. Dawson J M Phys. Rev. 113 383 (1959)
  84. Drake J F et al. Phys. Rev. Lett. 36 196 (1976)
  85. Ахиезер А И и др. Электродинамика плазмы (М.: Наука, 1974)
  86. Sengupta S et al. Phys. Rev. E 79 026404 (2009)
  87. Горбунов Л М и др. Физика плазмы 36 375 (2010); Gorbunov L M et al. Plasma Phys. Res. 36 345 (2010)
  88. Brantov A V et al. Phys. Plasmas 15 073111 (2008)
  89. Tajima T, Dawson J M Phys. Rev. Lett. 43 267 (1979)
  90. Poston T, Stewart I Catastrophe Theory and Its Applications (London: Pitman, 1978); Постон Т, Стюарт И Теория катастроф и ее приложения (М.: Мир, 1980)
  91. Арнольд В И Теория катастроф (M.: Изд-во МГУ, 1983); Arnold V I Catastrophe Theory (Berlin: Springer-Verlag, 1986)
  92. Буланов С В, Сахаров А С Письма в ЖЭТФ 54 208 (1991); Bulanov S V, Sakharov A S JETP Lett. 54 203 (1991)
  93. Matlis N H et al. Nature Phys. 2 749 (2006)
  94. Ehrlich Y et al. Phys. Rev. Lett. 77 4186 (1996)
  95. Bobrova N A et al. Phys. Rev. E 65 016407 (2002)
  96. Bulanov S V et al. Phys. Rev. Lett. 78 4205 (1997)
  97. Pukhov A, Meyer-ter-Vehn J Appl. Phys. B 74 355 (2002)
  98. Kando M et al. ЖЭТФ 132 1052 (2007); Kando M et al. JETP 105 916 (2007)
  99. Esirkepov T Zh Comput. Phys. Commun. 135 144 (2001)
  100. Lamb H Hydrodynamics (Cambridge: The Univ. Press, 1932)
  101. Meyer-Vernet N Basics of the Solar Wind (Cambridge: Cambridge Univ. Press, 2007)
  102. Appleton P N et al. Astrophys. J. Lett. 639 L51 (2006)
  103. Esirkepov T Zh, Kato Y, Bulanov S V Phys. Rev. Lett. 101 265001 (2008)
  104. Sylla F et al. Phys. Rev. Lett. 108 115003 (2012)
  105. Келдыш Л В ЖЭТФ 47 1945 (1964); Keldysh L V Sov. Phys. JETP 20 1307 (1965)
  106. Davidson R C Methods in Nonlinear Plasma Theory (New York: Academic Press, 1972)
  107. Bulanov S V et al. Phys. Plasmas 19 113102 (2012)
  108. Katsouleas T, Mori W B Phys. Rev. Lett. 61 90 (1988)
  109. Schroeder C B, Esarey E Phys. Rev. E 81 056403 (2010)
  110. Trines R M G M, Norreys P A Phys. Plasmas 13 123102 (2006)
  111. Solodov A A, Malkin V M, Fisch N J Phys. Plasmas 13 093102 (2006)
  112. Kando M et al. Phys. Rev. Lett. 99 135001 (2007)
  113. Pirozhkov A S et al. Phys. Plasmas 14 123106 (2007)
  114. Силин В П Параметрическое воздействие излучения большой мощности на плазму (М.: Наука, 1973)
  115. Kruer W L The Physics of Laser Plasma Interactions (Redwood City, Calif.: Addison-Wesley, 1988)
  116. Силин В П, Рухадзе А А Электромагнитные свойства плазмы и плазмоподобных сред (М.: ЛИБРОКОМ, 2012)
  117. Esirkepov T, Bulanov S V, Yamagiwa M, Tajima T Phys. Rev. Lett. 96 014803 (2006)
  118. Andreev N E, Gorbunov L M, Kuznetsov S V IEEE Trans. Plasma Sci. 24 448 (1996)
  119. Leemans W P et al. Nature Phys. 2 696 (2006)
  120. Hafz N A M et al. Nature Photon. 2 571 (2008)
  121. Wilks S C et al. Phys. Rev. Lett. 62 2600 (1989)
  122. Mironov V A et al. Phys. Rev. A 42 4862 (1990)
  123. Siders C W et al. Phys. Rev. Lett. 76 3570 (1996)
  124. Dias J M et al. Phys. Rev. Lett. 78 4773 (1997)
  125. Mendonça J T Theory of Photon Acceleration (Bristol: IOP, 2001)
  126. Murphy C D et al. Phys. Plasmas 13 033108 (2006)
  127. Panchenko A V et al. Phys. Rev. E 78 056402 (2008)
  128. Berry M V J. Phys. A Math. Gen. 15 3693 (1982)
  129. Ландау Л Д, Лифшиц Е М Квантовая механика. Нерелятивистская теория (M.: Наука, 1989); Landau L D, Lifshitz E M Quantum Mechanics. Non-Relativistic Theory (Oxford: Pergamon Press, 1977)
  130. Wu H-C et al. Phys. Rev. Lett. 104 234801 (2010)
  131. Wu H-C et al. Phys. Rev. ST Accel. Beams 14 070702 (2011)
  132. Scott A Nonlinear Science. Emergence and Dynamics of Coherent Structures 2nd ed. (Oxford: Oxford Univ. Press, 2003)
  133. Naumova N et al. Phys. Rev. Lett. 93 195003 (2004)
  134. Popov K I et al. Phys. Plasmas 16 053106 (2009)
  135. Esirkepov T et al. Phys. Rev. Lett. 92 175003 (2004)
  136. Bulanov S S et al. Phys. Rev. E 78 026412 (2008)
  137. Kar S et al. Phys. Rev. Lett. 100 225004 (2008)
  138. Bulanov S V et al. Phys. Rev. Lett. 104 135003 (2010)
  139. Pegoraro F, Bulanov S V Phys. Rev. Lett. 99 065002 (2007)
  140. Бюшгенс С С Дифференциальная геометрия (М.: ЛКИ, 2008)
  141. Bulanov S V et al. Phys. Plasmas 17 063102 (2010)
  142. Chandrasekhar S Hydrodynamic and Hydromagnetic Stability (Oxford: Clarendon Press, 1961)
  143. Inogamov N A Astrophys. Space Phys. Rev. 10 1 (1999)
  144. Ott E Phys. Rev. Lett. 29 1429 (1972)
  145. Manheimer W, Colombant D, Ott E Phys. Fluids 27 2164 (1984)
  146. Mourou G A et al. (Eds) ELI — Extreme Light Infrastructure Science and Technology with Ultra-Intense Lasers WHITEBOOK (Berlin: THOSS Media GmbH, 2011)
  147. Коржиманов А В и др. УФН 181 9 (2011); Korzhimanov A V et al. Phys. Usp. 54 9 (2011)
  148. Dunne M Nature Phys. 2 2 (2006)
  149. Palmer C A J et al. Phys. Rev. Lett. 108 225002 (2012)
  150. Милантьев В П УФН 167 3 (1997); Milant'ev V P Phys. Usp. 40 1 (1997)
  151. Katsouleas T, Dawson J M Phys. Rev. Lett. 51 392 (1983)
  152. Буланов С В, Сахаров А С Письма в ЖЭТФ 44 421 (1986); Bulanov S V, Sakharov A S JETP Lett. 44 543 (1986)
  153. Dieckmann M E, Bret A, Shukla P K New J. Phys. 10 013029 (2008)
  154. Кичигин Г Н ЖЭТФ 119 1038 (2001); Kichigin G N JETP 92 895 (2001)
  155. Hartemann F V, Siders C W, Barty C P J Phys. Rev. Lett. 100 125001 (2008)
  156. Розанов Н Н ЖЭТФ 103 1996 (1993); Rozanov N N JETP 76 991 (1993)
  157. Розанов Н Н ЖЭТФ 113 513 (1998); Rozanov N N JETP 86 284 (1998)
  158. Kando M et al. Phys. Rev. Lett. 103 235003 (2009)
  159. Kawase K et al. Appl. Phys. Express 3 016101 (2010)
  160. Зельдович Я Б УФН 115 161 (1975); Zel'dovich Ya B Sov. Phys. Usp. 18 79 (1975)
  161. Zhidkov A et al. Phys. Rev. Lett. 88 185002 (2002)
  162. Буланов С В и др. Физика плазмы 30 221 (2004); Bulanov S V et al. Plasma Phys. Rep. 30 196 (2004)
  163. Di Piazza A et al. Rev. Mod. Phys. 84 1177 (2012)
  164. Breit G, Wheeler J A Phys. Rev. 46 1087 (1934)
  165. Никишов А И, Ритус В И УФН 100 724 (1970); Nikishov A I, Ritus V I Sov. Phys. Usp. 13 303 (1970)
  166. Ритус В И Труды ФИАН 111 5 (1979)
  167. Bell A R, Kirk J G Phys. Rev. Lett. 101 200403 (2008)
  168. Fedotov A M et al. Phys. Rev. Lett. 105 080402 (2010)
  169. Bulanov S S et al. Phys. Rev. Lett. 105 220407 (2010)
  170. Sauter F Z. Phys. 69 742 (1931)
  171. Heisenberg W, Euler H Z. Phys. 98 714 (1936)
  172. Schwinger J Phys. Rev. 82 664 (1951)
  173. Берестецкий В Б, Лифшиц Е М, Питаевский Л П Квантовая электродинамика (М.: Наука, 1980); Berestetskii V B, Lifshitz E M, Pitaevskii L P Quantum Electrodynamics (Oxford: Butterworth-Heinemann, 1999)
  174. Bamber C et al. Phys. Rev. D 60 092004 (1999)
  175. Бисноватый-Коган Г С, Зельдович Я Б, Сюняев Р А Письма в ЖЭТФ 12 64 (1970); Bisnovatyi-Kogan G S, Zel'dovich Ya B, Syunyaev R A JETP Lett. 12 45 (1970)
  176. Wilks S C et al. Astrophys. Space Sci. 298 347 (2005)
  177. Cowan T E et al. Laser Part. Beams 17 773 (1999)
  178. Chen H et al. Phys. Rev. Lett. 105 015003 (2010)
  179. Yanovsky V et al. Opt. Express 16 2109 (2008)
  180. Remington B A, Drake R P, Ryutov D D Rev. Mod. Phys. 78 755 (2006)
  181. Bulanov S V et al. Nucl. Instrum. Meth. Phys. Res. A 660 31 (2011)

© Успехи физических наук, 1918–2021
Электронная почта: ufn@ufn.ru Телефоны и адреса редакции О журнале Пользовательское соглашение