Laser-Ionenbeschleunigung

Laser-Ionenbeschleunigung

Laser-Teilchenbeschleunigung – Relativistische Plasmaphysik – TNSA-Beschleunigungsmechanismus (Target normal sheath acceleration) – BOA-Mechanismus (Laser break-out afterburner)

Iststand

Experimente zur Ionenbeschleunigung wurden in der Vergangenheit in erster Linie an Systemen außerhalb der GSI durchgeführt. Die Zusammenarbeit mit diesen Gruppen soll auch in Zukunft erhalten bleiben. Erfolgreich Experimente zur Beschleunigung von Protonen, der Demonstration der Protonenradiographie, der Beschleunigung von Schwerionen, der Bestimmung der Strahlparameter, insbesondere der Emittanz und die Erforschung des Einflusses der Laserparameter auf den Ionenstrahl waren die Erfolge der letzten Jahre auf diesem Gebiet.

Perspektiven

Basierend auf den oben genannten Erfolgen ergibt sich mit der Inbetriebnahme der einzelnen Ausbaustufen des PHELIX Lasers die Möglichkeit, entsprechend den Energie-/Leistungswerten des Lasers, diese Experimente an der GSI fortzuführen.

Hierbei wird seit einiger Zeit der Aufbau eines 100 TW Lasersystems an Z6 als Zwischenlösung bis zur Fertigstellung des PHELIX – PW diskutiert und als sinnvoll erachtet.

Der Aufbau eines solchen Systems mit der Kopplung an die bestehenden Laser und Ionenstrahlen an Z6 ist, Finanzierung vorausgesetzt, ein wichtiges Forschungsgebiet der nächsten Jahre mit einmaligen experimentellen Möglichkeiten. Hierzu wurde auch ein virtuelles Institut gegründet, welches sich explizit mit dieser Forschung beschäftigt: VIPBUL.

Die Aufgaben der nächsten Jahre umfassen folgende Vorhaben

1. Modifizierung der Beamline nach Z6 und des PHELIX Lasers zur Erzeugung von Laserpulsen > 100 TW an Z6.

2. Experimente zur Beschleunigung von Protonen und Schwerionen, Bestimmung der Strahlparameter und ihre Modifizierung, Experimente zur Radiographie und Heizung von Festkörpern in Zusammenhang mit den Experimenten unter Energieverlust – Laser-Plasmen. Hier zeichnet sich der Messplatz unter anderem dadurch aus, dass zum Test der Radiographie mit lasererzeugten Protonen/Leichtionen von z.B. Laserplasmen auch der Strahl des UNILAC verwendet werden kann, dessen initiale Strahlparameter exakt bekannt sind.

3. Design und Entwicklung eines Konzeptes zur Injektion lasererzeugter Ionenstrahlen in existierende/zukünftige Beschleunigerstrukturen. Intensivierung der Zusammenarbeit mit Berkeley, TEMF/TU-Darmstadt und UNR/Reno mit dem Ziel eines Experiment-Proposals zur Realisierung einer Laserionenquelle mit Phasenrotation und Nachbeschleunigung.

 

Offene Stellen in diesem Forschungsbereich

Zurzeit keine Einträge.

 

Laufende Arbeiten in diesem Bereich