QED kaskáda s 10 PW třídy laserů

Text

Publikace popisuje možnost dosažení tvorby elektron-pozitronových párů v režimu kaskády, a to při interakci dvou protichůdných, úzce fokusovaných laserových impulsů s terčem. Pro dosažení intenzity laserového záření, která je potřebná pro vznik kaskády, je nezbytná fokusace laserového záření do ohniska, jehož velikost odpovídá vlnové délce použitého záření. Úzká fokusace je však spojena s výrazným působením ponderomotorické síly, která vytlačuje terč z ohniska, čímž zabraňuje generaci elektron-pozitronových párů. Numerickými simulacemi bylo zjištěno, že použitím terče o vhodné hustotě lze tento důsledek úzké fokusace potlačit a dosáhnout tak vzniku kaskády již pomocí 10 PW třídy laserů. Vznik pozitronů při interakci dvou prootichůdných, úzce fokusovaných (w0 = 0.5 µm) laserových impulsů (a0 = 1200) s terčem. (Ek) je střední kinetická energie Breit-Wheelerových pozitronů, nBW je jejich hustota. Červené kuličky představují pozitrony mající relativistický faktor ? vyšší než 1500.

vv-20.jpg
Popis
Trojrozměrná simulace laseru s terčem pro w0=0.5µm a a0=1200. Iso-plochy odpovídají intenzitě laseru 5×1023W/cm2. BW pozitrony s relativistický faktorem ?>1500 jsou označeny červenými body. Rovina (x,z) ukazuje projekci střední kinetické energie (Ek)BW pozitronů nacházejících se v rovině y=µµm. Hustota BW pozitronů z rovin z=0µm a x=0.25µm je projektována na roviny (x, y), respektive (y,z). Všechny projektované hodnoty jsou normalizované hodnotou maxima. Škála hustoty je logaritmická.