Vše

Co hledáte?

Vše
Projekty
Výsledky výzkumu
Subjekty

Rychlé hledání

  • Projekty podpořené TA ČR
  • Významné projekty
  • Projekty s nejvyšší státní podporou
  • Aktuálně běžící projekty

Chytré vyhledávání

  • Takto najdu konkrétní +slovo
  • Takto z výsledků -slovo zcela vynechám
  • “Takto můžu najít celou frázi”

Enhanced laser absorption and ion acceleration by boron nitride nanotube targets and high-energy PW laser pulses

Identifikátory výsledku

  • Kód výsledku v IS VaVaI

    <a href="https://www.isvavai.cz/riv?ss=detail&h=RIV%2F00216208%3A11320%2F24%3A10491163" target="_blank" >RIV/00216208:11320/24:10491163 - isvavai.cz</a>

  • Výsledek na webu

    <a href="https://verso.is.cuni.cz/pub/verso.fpl?fname=obd_publikace_handle&handle=PXLQMjQ0vH" target="_blank" >https://verso.is.cuni.cz/pub/verso.fpl?fname=obd_publikace_handle&handle=PXLQMjQ0vH</a>

  • DOI - Digital Object Identifier

    <a href="http://dx.doi.org/10.1103/PhysRevResearch.6.023326" target="_blank" >10.1103/PhysRevResearch.6.023326</a>

Alternativní jazyky

  • Jazyk výsledku

    angličtina

  • Název v původním jazyce

    Enhanced laser absorption and ion acceleration by boron nitride nanotube targets and high-energy PW laser pulses

  • Popis výsledku v původním jazyce

    Enhancing laser energy absorption with energy transfer to fast electrons is crucial for efficient laser-driven ion acceleration. In this work, we present an experimental demonstration of volumetric laser absorption using boron nitride nanotube (BNNT) targets with an average density of 51 of the solid density. We use a PW laser system operating at a pulse duration of 1.2 ps and an energy of 1.3 kJ, reaching intensities of 2 x 1019 W cm-2 on target with moderate nanosecond contrast (109), to generate energetic ion streams from a 250 mu m thick BNNT target. To characterize laser-accelerated ions, Thomson parabola spectrometers, CR-39 nuclear track detectors, and an electron spectrometer are employed. The results are compared to those achieved using flat targets made of polystyrene (PS) of the same thickness. The comparison reveals a 1.5-fold increase in proton maximum energy and a 2.5-fold increase in the maximum energy of heavy ions (C and N) when comparing the BNNT to PS. Moreover, the high-energy ion flux recorded at CR-39 is orders of magnitude higher for the BNNT after cutting off low-energy ions with Al filters. The enhanced ion acceleration is the result of a 2.3-fold increase in the electron temperature for BNNT, as measured by the electron spectrometer. These experimental findings are further validated through two-dimensional particle-in-cell simulations, which confirm the increase in electron temperature due to enhanced laser absorption ascribable to the low density and nanostructure of the BNNT target compared to the flat foil.

  • Název v anglickém jazyce

    Enhanced laser absorption and ion acceleration by boron nitride nanotube targets and high-energy PW laser pulses

  • Popis výsledku anglicky

    Enhancing laser energy absorption with energy transfer to fast electrons is crucial for efficient laser-driven ion acceleration. In this work, we present an experimental demonstration of volumetric laser absorption using boron nitride nanotube (BNNT) targets with an average density of 51 of the solid density. We use a PW laser system operating at a pulse duration of 1.2 ps and an energy of 1.3 kJ, reaching intensities of 2 x 1019 W cm-2 on target with moderate nanosecond contrast (109), to generate energetic ion streams from a 250 mu m thick BNNT target. To characterize laser-accelerated ions, Thomson parabola spectrometers, CR-39 nuclear track detectors, and an electron spectrometer are employed. The results are compared to those achieved using flat targets made of polystyrene (PS) of the same thickness. The comparison reveals a 1.5-fold increase in proton maximum energy and a 2.5-fold increase in the maximum energy of heavy ions (C and N) when comparing the BNNT to PS. Moreover, the high-energy ion flux recorded at CR-39 is orders of magnitude higher for the BNNT after cutting off low-energy ions with Al filters. The enhanced ion acceleration is the result of a 2.3-fold increase in the electron temperature for BNNT, as measured by the electron spectrometer. These experimental findings are further validated through two-dimensional particle-in-cell simulations, which confirm the increase in electron temperature due to enhanced laser absorption ascribable to the low density and nanostructure of the BNNT target compared to the flat foil.

Klasifikace

  • Druh

    J<sub>imp</sub> - Článek v periodiku v databázi Web of Science

  • CEP obor

  • OECD FORD obor

    10302 - Condensed matter physics (including formerly solid state physics, supercond.)

Návaznosti výsledku

  • Projekt

    <a href="/cs/project/GA24-11398S" target="_blank" >GA24-11398S: Plazmatem podpořená syntéza hybridních nanomateriálů pro laserem řízenou proton-borovou jadernou fúzi</a><br>

  • Návaznosti

    P - Projekt vyzkumu a vyvoje financovany z verejnych zdroju (s odkazem do CEP)

Ostatní

  • Rok uplatnění

    2024

  • Kód důvěrnosti údajů

    S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů

Údaje specifické pro druh výsledku

  • Název periodika

    Physical Review Research

  • ISSN

    2643-1564

  • e-ISSN

    2643-1564

  • Svazek periodika

    6

  • Číslo periodika v rámci svazku

    2

  • Stát vydavatele periodika

    US - Spojené státy americké

  • Počet stran výsledku

    8

  • Strana od-do

    023326

  • Kód UT WoS článku

    001255089800005

  • EID výsledku v databázi Scopus

    2-s2.0-85196971381