Институт общей физики
имени А.М. Прохорова РАН

Семинар Института общей физики имени А.М. Прохорова РАН №2117

23.12.2019, Понедельник 10:00 – 12:00

Место проведения: ИОФ РАН, корп. 1, этаж 3, конференц-зал

Повестка дня

Тимур Есиркепов

Kansai Photon Science Institute, 
National Institutes for Quantum and Radiological Science and Technology (QST),
Umemidai 8-1-7, Kizugawa-shi, Kyoto-fu, 619-0215 Japan

Исследование интенсивного взаимодействия лазерного излучения с веществом в Кансайском институте фотонных наук

Research on intense laser matter-interaction in Kansai Photon Science Institute

В Кансайском институте фотонных наук (KPSI) проводятся экспериментальные и теоретические исследования взаимодействия мощного когерентного электромагнитного излучения с веществом, а также вторичных источников радиации и состояний вещества, возникающих при таком взаимодействии, включая влияние радиации на сложные биомолекулы.

В KPSI работают три лазерные установки: (1) петаваттный фемтосекундный лазер J-KAREN-P с длиной волны 0.8 мкм дающий в фокусе интенсивность 1022 Вт/см2; (2) пикосекундный рентгеновский лазер (Plasma soft X-ray laser) с длиной волны 13.9 нм и пиковой яркостью 1026 фотонов/c·мм2·мрад в 0.1% диапазона частот, имеющий отличную фокусируемость; (3) 10-гигаваттный пикосекундный лазер QUADRA-T с длиной волны 1 мкм с высокой частотой повторения импульса (1 кГц). Кроме того, KPSI управляет несколькими экспериментальными станциями синхротрона SPring-8 в Харима.

Проводимые исследования имеют широкий круг приложений. В материаловедении это характеризация состояний различных веществ и наноструктур, анализ состояния теплого плотного вещества (WDM), и т. д. В медицине — адронная терапия пучками частиц, ускоренных в лазерной плазме. В физике ускорителей — инжекторы многозарядных ионов, получение и ускорение короткоживущих ядер, и т. д. В биологии и физике твердого тела — зондирование образцов сверхяркими аттосекундными электромагнитными импульсами. Лазерная плазма оказывается идеальной средой для моделирования процессов и конфигураций в лабораторной астрофизике.

В докладе выделяется тематика связанная со сверхмощными лазерами и, в частности, с J-KAREN-P, который используется для ускорения электронов в кильватерной ленгмюровской волне (в разреженной плазме) с разными механизмами инжекции электронов; для ускорения ионов в рамках различных механизмов, таких как кулоновский взрыв, ускорение плазменной оболочки по нормали к мишени (TNSA), ускорение электростатическим потенциалом электронного вихря на границе плазмы, ускорение доминирующим давлением излучения (RPDA); для получения вторичных источников когерентного электромагнитного излучения от терагерцового до рентгеновского диапазона. Особое внимание уделено двум вторичным источникам, создаваемым мощными лазерными импульсами в плазме благодаря сильной нелинейности. (i) В сильно нелинейной ленгмюровской волне, возбуждаемой лазерным импульсом, модуляции электронной плотности могут эффективно отражать падающий свет, при этом частота и интенсивность отраженного излучения многократно увеличиваются вследствие двойного эффекта Доплера. Два успешных эксперимента в KPSI подтвердили выводы теории и доказали возможность реализации такого источника. (ii) Сильно сфокусированный лазерный импульс возбуждает не только ленгмюровскую, но еще и головную волну, выбрасывая электроны в поперечном направлении. Вследствие многопотокового течения электронов, формируются особенности электронной плотности, локализованные внутри лазерного импульса. Эти особенности излучают высокочастотное электромагнитное излучение, состоящее из гармоник базовой частоты, близкой к лазерной. Эксперименты с мульти-тераваттными лазерными импульсами в KPSI блестяще подтвердили такой механизм генерации гармоник, и выявили высокую яркость источника, сравнимую с синхротронами 3-го поколения.
_______________________________________________________ 

Заказ пропуска понедельник - четверг до 17.00., пятница до 12.00
Тел. +7 (499) 503-87-77, доб.473.