САМОЗАХВАТ ЛАЗЕРНОГО СВЕТА РЕЛЯТИВИСТСКОЙ ИНТЕНСИВНОСТИ

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Релятивистский самозахват (РСЗ) электромагнитного пучка в плазме — многообещающий режим устойчивого каналированного распространения лазерного света, обеспечивающий эффективное ускорение электронов, подтверждаемое численным моделированием и рядом экспериментальных фактов. Однако из-за необоснованности или незавершенности предшествующих теорий условия согласования лазерноплазменных параметров реализации РСЗ для произвольной мощности лазерного излучения пока не получили теоретического обоснования, что сдерживает необходимость соответствующих широкомасштабных экспериментальных исследований. Представленная здесь теория преодолевает эту проблему, описывая РСЗ при учете релятивистской нелинейности массы электрона и электронной кавитации в плазме, а также формулируя условия реализации РСЗ на количественном уровне. Развитый теоретико-аналитический подход применим для широкого, практически востребованного, диапазона лазерных мощностей (интенсивностей). Он значительно расширяет недавно предложенную ультрарелятивистскую теорию на случай лазерных пучков релятивистки умеренной интенсивности, когда лазерно-плазменное согласование для РСЗ существенно меняется.

Об авторах

В. Ф. Ковалев

Институт прикладной математики им. М. В. Келдыша Российской академии наук; Всероссийский научно-исследовательский институт автоматики им. Н. Л. Духова

Email: vfkvvfkv@gmail.com
Москва, Россия; Москва, Россия

В. Ю. Быченков

Всероссийский научно-исследовательский институт автоматики им. Н. Л. Духова; Физический институт им. П. Н. Лебедева Российской академии наук

Email: bychenkovvy@lebedev.ru
Москва, Россия; Москва, Россия

Список литературы

  1. В. Ю. Быченков, Квант. электр. 54, 265 (2024).
  2. G. S. Sarkisov, V. Yu. Bychenkov, V. N. Novikov et al., Phys. Rev. E 59, 7042 (1999).
  3. В. И. Таланов, Изв. вузов. Радиофизика 7, 564 (1964).
  4. R. Y. Chiao, E. Garmire, and C. Townes, Phys. Rev. Lett. 13, 479 (1964).
  5. С. А. Ахманов, А. П. Сухоруков, Р. В. Хохлов, ЖЭТФ 50, 1537 (1966).
  6. A. Pukhov and J. Meyer-ter-Vehn, Appl. Phys. B 74 355 (2002).
  7. M. G. Lobok, A. V. Brantov, D. A. Gozhev, and V. Yu. Bychenkov, Plasma Phys. Control. Fusion Special Issue 60, 0840101 (2018).
  8. V. Yu. Bychenkov, M. G. Lobok, V. F. Kovalev, and A. V. Brantov, Plasma Phys. Control. Fusion 61, 124004 (2019).
  9. J. Gotzfried et al., Phys. Rev. X 10, 041015 (2020).
  10. R. Huang et al., Opt. Lett. 48, 819 (2023).
  11. R. Babjak et al., Phys. Rev. Lett. 132, 125001 (2024).
  12. S. P. D. Mangles, Proceedings of the 2014 CAS-CERN Accelerator School: Plasma Wake Acceleration, Geneva, Switzeland, ed. by B. Holzer, CERN-2016-001, CERN (2016). http://dx.doi.org/10.5170/CERN-2016-001.289
  13. C. E. Clayton, J. E. Ralph, F. Albert et al., Phys. Rev. Lett. 105, 105003 (2010).
  14. K. Poder, J. C. Wood, N. C. Lopes et al., Phys. Rev. Lett. 132, 195001 (2024).
  15. M. G. Lobok, A. V. Brantov, and V. Yu. Bychenkov, Phys. Plasmas 26, 123107 (2019).
  16. S. Gordienko and A. Pukhov, Phys. Plasmas 12, 0431091 (2005).
  17. W. Lu, M. Tzoufras, C. Joshi et al., Phys. Rev. ST Accel. Beams 10, 061301 (2007).
  18. P. E. Masson-Laborde, M. Z. Mo, A. Ali et al., Phys. Plasmas 21, 1231131 (2014).
  19. M. D. Feit, A. M. Komashko, S. L. Musher, A. M. Rubenchik, and S. K. Turitsyn, Phys. Rev. E 57, 7122 (1998).
  20. В. Ю. Быченков, В. Ф. Ковалев, Письма в ЖЭТФ 120, 346 (2024).
  21. N. Naseri, W. Rozmus, and D. Pesme, Phys. Plasmas 23, 287 (2016).
  22. В. Ю. Быченков, В. Ф. Ковалев, Изв. вузов. Радиофизика 63, 825 (2020).
  23. G.-Z. Sun, E. Ott, Y. C. Lee, and P. Guzdar, Phys. Fluids 30, 526 (1987).
  24. T. Kurki-Suonio, P. J. Morrison, and T. Tajima, Phys. Rev. A 40, 3230 (1989).
  25. A. B. Borisov, A. V. Borovskiy, O. B. Shiryaev et al., Phys. Rev. A 45, 5830 (1992).
  26. А. Комашко, С. Мушер, А. Рубенчик, С. Турицын, М. Фейт, Письма в ЖЭТФ 62, 849 (1995).
  27. A. Kim, M. Tushentsov, F. Cattani et al., Phys. Rev. E 65, 036416 (2002).
  28. F. Cattani, A. Kim, D. Anderson, and M. Lisak, Phys. Rev. E 64, 016412 (2001).
  29. T. Zh. Esirkepov, F. F. Kamenets, S. V. Bulanov, and N. M. Naumova, Письма в ЖЭТФ 68, 33 (1998).
  30. А. В. Коржиманов, В. И. Еремин, А. В. Ким, М. Р. Тушенцов, ЖЭТФ 132, 771 (2007).
  31. A. V. Korzhimanov and A. V. Kim, Eur. Phys. J. D 55, 287 (2009).

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2025