Laser driven particle acceleration from cryogenic low Z jet-targets

Laser driven particle acceleration from cryogenic low Z jet-targets

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Seit der Entdeckung von Laserionenbeschleunigung vor etwa 20 Jahren, sind in diesem Feld viele verschiedene Beschleunigungsmechanismen entdeckt worden. Der heutzutage am besten charakterisierte und robusteste Mechanismus is die Target Normal Sheath Acceleration (TNSA). Bis jetzt bleiben die Eigenschaften dieser Ionenstrahlen weit unter den gewünschten Parametern, die für mögliche Anwendungen benötigt werden. Zu diesen Eigenschaften gehören mittlere kinetische Energie der Ionen und Ionenenergiebandbreite, Laserkonversionseffizienz und Ionenstrahlbrillianz. Mit Hilfe von Particle-in-cell (PIC) Simulation war es möglich vielversprechenede Bedingungen für Ionenbeschleunigung zu identifizieren. Mit höheren Laserintensitäten und verbesserten Targetdesigns ist es möglich Ionen durch Enhanced Sheath Field Acceleration (ESF) Acceleration, Radiation Pressure Acceleration (RPA) , Breakout Afterburner Acceleration (BOA) oder Collisionless Shockwave Acceleration (CSWA) zu beschleunigen. Kryogene Jettargets aus Isotopen mit geringer Massenzahl, mit veränderbarer Dicke und mit einer Dichte nah an der kritischen Dichte, sind ideale Targets um diese ubnterschiedlichen Beschleunigungsmechanismen und -bedingungen systematisch zu untersuchen.