Mecanismo alternativo para acelerar iones de una lámina delgada magnetizada usando una onda silbadora de onda de pie

Área de la Ciencia:

• Física del plasma es la física del plasma.
• Las interacciones láser-plasma son las interacciones láser-plasma.
• Física de alta densidad de energía Física de alta densidad de energía

Sus antecedentes:

• Las interacciones láser-plasma convencionales se ven significativamente alteradas por los fuertes campos magnéticos externos.
• Los pulsos láser de polarización circular derecha (RCP) que interactúan con los plasmas magnetizados exhiben fenómenos únicos.
• Las ondas silbadoras permanentes se forman dentro del plasma, influyendo en la aceleración de las partículas.

Objetivo del estudio:

• Para investigar los nuevos fenómenos físicos que surgen de la propagación de pulsos láser RCP en plasmas magnetizados.
• Para explorar el papel de las ondas silbadoras estacionarias en la mejora de la aceleración de los protones.
• Para lograr una mejor collimación y mejora de la energía de los iones acelerados.

Principales métodos:

• Se emplearon simulaciones de partículas en la célula (PIC) para modelar la interacción láser-plasma.
• Análisis de las estructuras de campos eléctricos longitudinales periódicos generados debido a las ondas silbadoras estacionarias.
• Investigación de la dependencia de la energía máxima del protón en la intensidad del campo magnético aplicado.

Principales resultados:

• Se generaron estructuras de campo eléctrico longitudinales periódicas, mejorando la aceleración de protones desde objetivos de lámina delgada.
• Se observó un comportamiento oscilatorio en la dependencia máxima de la energía del protón de la intensidad del campo magnético.
• Se logró una mejora significativa en la colimación y más del 40% de mejora de la energía de los iones acelerados utilizando objetivos de 200 nm.

Conclusiones:

• El efecto combinado de los campos de ondas estacionarias y los campos de vaina en el plasma superdenso mejora la Aceleración de la vaina normal objetivo (TNSA).
• Este mecanismo ofrece una nueva vía para lograr iones colimados y energéticos a una intensidad láser dada.
• Este estudio presenta el primer informe sobre la explotación de campos de ondas estacionarias para la aceleración de iones mejorada en plasmas magnetizados.