Laser-driven ion acceleration from near-critical Gaussian plasma density profile
Identifikátory výsledku
Kód výsledku v IS VaVaI
<a href="https://www.isvavai.cz/riv?ss=detail&h=RIV%2F68407700%3A21340%2F21%3A00357785" target="_blank" >RIV/68407700:21340/21:00357785 - isvavai.cz</a>
Nalezeny alternativní kódy
RIV/68378271:_____/21:00547166
Výsledek na webu
<a href="https://doi.org/10.1088/1361-6587/abf448" target="_blank" >https://doi.org/10.1088/1361-6587/abf448</a>
DOI - Digital Object Identifier
<a href="http://dx.doi.org/10.1088/1361-6587/abf448" target="_blank" >10.1088/1361-6587/abf448</a>
Alternativní jazyky
Jazyk výsledku
angličtina
Název v původním jazyce
Laser-driven ion acceleration from near-critical Gaussian plasma density profile
Popis výsledku v původním jazyce
In this paper, we report on multiple phases of efficient laser-driven ion acceleration from near-critical density plasma of Gaussian density profile. Tracking of high-energy accelerated ions in multidimensional particle-in-cell simulations reveals the development of accelerating fields affecting the particles and the contribution of each acceleration phase to final ion energies. While the acceleration of ions occurs in a short time interval when a steep (infinite) density gradient is present, the accelerating field affecting the most energetic ions has unexpected local maxima about 50 fs after the moment when ultrashort (30 fs) laser pulse completely left the target with smooth density gradients. This field can be attributed to the apex of electron filament created behind the transmitted laser pulse. Full 3D simulation confirms the observations in 2D simulations in terms of ion acceleration mechanisms. However, it shows a substantial reduction of maximum achievable ion energies and a larger angular spread of accelerated ions compared with 2D approach, which demonstrates the necessity of using computationally demanding full 3D geometry for similar numerical studies.
Název v anglickém jazyce
Laser-driven ion acceleration from near-critical Gaussian plasma density profile
Popis výsledku anglicky
In this paper, we report on multiple phases of efficient laser-driven ion acceleration from near-critical density plasma of Gaussian density profile. Tracking of high-energy accelerated ions in multidimensional particle-in-cell simulations reveals the development of accelerating fields affecting the particles and the contribution of each acceleration phase to final ion energies. While the acceleration of ions occurs in a short time interval when a steep (infinite) density gradient is present, the accelerating field affecting the most energetic ions has unexpected local maxima about 50 fs after the moment when ultrashort (30 fs) laser pulse completely left the target with smooth density gradients. This field can be attributed to the apex of electron filament created behind the transmitted laser pulse. Full 3D simulation confirms the observations in 2D simulations in terms of ion acceleration mechanisms. However, it shows a substantial reduction of maximum achievable ion energies and a larger angular spread of accelerated ions compared with 2D approach, which demonstrates the necessity of using computationally demanding full 3D geometry for similar numerical studies.
Klasifikace
Druh
J<sub>imp</sub> - Článek v periodiku v databázi Web of Science
CEP obor
—
OECD FORD obor
10305 - Fluids and plasma physics (including surface physics)
Návaznosti výsledku
Projekt
Výsledek vznikl pri realizaci vícero projektů. Více informací v záložce Projekty.
Návaznosti
P - Projekt vyzkumu a vyvoje financovany z verejnych zdroju (s odkazem do CEP)
Ostatní
Rok uplatnění
2021
Kód důvěrnosti údajů
S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů
Údaje specifické pro druh výsledku
Název periodika
Plasma Physics and Controlled Fusion
ISSN
0741-3335
e-ISSN
1361-6587
Svazek periodika
63
Číslo periodika v rámci svazku
064002
Stát vydavatele periodika
GB - Spojené království Velké Británie a Severního Irska
Počet stran výsledku
11
Strana od-do
1-11
Kód UT WoS článku
000642200600001
EID výsledku v databázi Scopus
2-s2.0-85105055110