Аннотация:
Исследовано образование электрон-позитронных пар в результате взаимодействия лазерного излучения с плоской плазменной мишенью закритической плотности (фольгой). С помощью полноразмерного трёхмерного численного моделирования методом частиц в ячейках с учётом квантово-электродинамических эффектов определены такие параметры образованных пар, как их число, концентрация, спектр и угловое распределение. Исследованы две конфигурации взаимодействия, использующие различные схемы фокусировки шести лазерных пучков с параметрами, ожидаемыми на установке XCELS, на плоскую твердотельную мишень. Рассмотренные конфигурации являются неоптимальными с точки зрения максимально достижимых параметров на данной лазерной установке, но надёжными и достаточно простыми с точки зрения практической реализации. Показано, что даже в таких конфигурациях возможна генерация электрон-позитронных пар с энергиями вплоть до единиц ГэВ, полным числом частиц более 1011 и средней концентрацией 2×1020 см–3. Генерация электрон-позитронной плазмы с такими параметрами открывает возможности для лабораторного исследования ряда астрофизических процессов.
Ключевые слова:
образование электрон-позитронных пар, процесс Брейта – Уилера, моделирование методом частиц в ячейках.
Работа поддержана Российским научным фондом (грант № 18-11-00210, численное моделирование) и НЦМУ ''Центр фотоники'' при финансировании Министерством науки и высшего образования РФ (соглашение № 075-15-2022-316).
Поступила в редакцию: 30.11.2022 Принята в печать: 30.11.2022
Образец цитирования:
А. С. Самсонов, И. Ю. Костюков, М. Филипович, A. M. Пухов, “Генерация электрон-позитронных пар при скользящем падении импульсного лазерного излучения на фольгу”, Квантовая электроника, 53:2 (2023), 160–164 [Bull. Lebedev Physics Institute, 50:suppl. 6 (2023), S693–S699]
Образцы ссылок на эту страницу:
https://www.mathnet.ru/rus/qe18227
https://www.mathnet.ru/rus/qe/v53/i2/p160
Эта публикация цитируется в следующих 3 статьяx:
И. Ю. Костюков, Квантовая электроника, 54:5 (2024), 292–311
Е. А. Хазанов, А. А. Шайкин, И. Ю. Костюков, В. Н. Гинзбург, И. Б. Мухин, И. В. Яковлев, А. А. Соловьев, И. И. Кузнецов, С. Ю. Миронов, А. В. Коржиманов, Д. Н. Буланов, И. А. Шайкин, А. А. Кочетков, А. А. Кузьмин, М. А. Мартьянов, В. В. Ложкарев, М. В. Стародубцев, А. Г. Литвак, А. М. Сергеев, Квантовая электроника, 53:2 (2023), 95–122; Bull. Lebedev Physics Institute, 50:suppl. 6 (2023), S635–S640
Efim Khazanov, Andrey Shaykin, Igor Kostyukov, Vladislav Ginzburg, Ivan Mukhin, Ivan Yakovlev, Alexander Soloviev, Ivan Kuznetsov, Sergey Mironov, Artem Korzhimanov, Denis Bulanov, Ilya Shaikin, Anton Kochetkov, Alexey Kuzmin, Mikhail Martyanov, Vladimir Lozhkarev, Mikhail Starodubtsev, Alexander Litvak, Alexander Sergeev, High Pow Laser Sci Eng, 11 (2023)