Stable laser-acceleration of high-flux proton beams with plasma collimation

Kód výsledku v IS VaVaI

<a href="https://www.isvavai.cz/riv?ss=detail&h=RIV%2F10974938%3A_____%2F25%3A25_87_02" target="_blank" >RIV/10974938:_____/25:25_87_02 - isvavai.cz</a>

Výsledek na webu

<a href="https://doi.org/10.1038/s41467-025-56248-4" target="_blank" >https://doi.org/10.1038/s41467-025-56248-4</a>

DOI - Digital Object Identifier

<a href="http://dx.doi.org/10.1038/s41467-025-56248-4" target="_blank" >10.1038/s41467-025-56248-4</a>

Jazyk výsledku

angličtina

Název v původním jazyce

Stable laser-acceleration of high-flux proton beams with plasma collimation

Popis výsledku v původním jazyce

Laser-plasma acceleration of protons offers a compact, ultra-fast alternative to conventional acceleration techniques, and is being widely pursued for potential applications in medicine, industry and fundamental science. Creating a stable, collimated beam of protons at high repetition rates presents a key challenge. Here, we demonstrate the generation of multi-MeV proton beams from a fast-replenishing ambient-temperature liquid sheet. The beam has an unprecedentedly low divergence of 1° (≤20 mrad), resulting from magnetic self-guiding of the proton beam during propagation through a low density vapour. The proton beams, generated at a repetition rate of 5 Hz using only 190mJ of laser energy, exhibit a hundred-fold increase in flux compared to beams from a solid target. Coupled with the high shot-to-shot stability of this source, this represents a crucial step towards applications.

Název v anglickém jazyce

Stable laser-acceleration of high-flux proton beams with plasma collimation

Popis výsledku anglicky

Laser-plasma acceleration of protons offers a compact, ultra-fast alternative to conventional acceleration techniques, and is being widely pursued for potential applications in medicine, industry and fundamental science. Creating a stable, collimated beam of protons at high repetition rates presents a key challenge. Here, we demonstrate the generation of multi-MeV proton beams from a fast-replenishing ambient-temperature liquid sheet. The beam has an unprecedentedly low divergence of 1° (≤20 mrad), resulting from magnetic self-guiding of the proton beam during propagation through a low density vapour. The proton beams, generated at a repetition rate of 5 Hz using only 190mJ of laser energy, exhibit a hundred-fold increase in flux compared to beams from a solid target. Coupled with the high shot-to-shot stability of this source, this represents a crucial step towards applications.

Druh

J_imp - Článek v periodiku v databázi Web of Science

CEP obor

—

OECD FORD obor

10305 - Fluids and plasma physics (including surface physics)

Projekt

<a href="/cs/project/EF16_019%2F0000789" target="_blank" >EF16_019/0000789: Pokročilý výzkum s využitím fotonů a částic vytvořených vysoce intenzivními lasery</a><br>

Návaznosti

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

Rok uplatnění

2025

Kód důvěrnosti údajů

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

Název periodika

Nature Communications

ISSN

—

e-ISSN

2041-1723

Svazek periodika

16

Číslo periodika v rámci svazku

1

Stát vydavatele periodika

DE - Spolková republika Německo

Počet stran výsledku

9

Strana od-do

1004

Kód UT WoS článku

001406369400012

EID výsledku v databázi Scopus

2-s2.0-85217001268