超强激光驱动锥形靶激发高能量密度正负电子对研究

来源 :第六届全国高能量密度物理会议 | 被引量 : 0次 | 上传用户:echo1108
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  近年来,随着激光技术的飞速发展,激光的峰值强度和功率有了显著提高.例如,通过升级HERCULES激光装置其峰值功率可以达到300 TW,对应的激光强度为2× 1022 W/cm2,是目前实验条件下可获得的最高激光强度.未来,欧洲的ELI激光装置可以输出的激光峰值功率将达到1 EW,对应激光电场强度E大于1015 V/m.在如此高的激光强度下,激光与物质的相互作用开始进入QED研究范畴,这将为高能量密度物理和实验室天体物理的研究提供全新途径.针对当前实验条件,我们提出了一种利用强度为1022 W/cm2的激光与填充有近临界密度等离子体的铝锥靶相互作用产生高能量密度正负电子对的全光学实验方案.利用二维粒子模拟,我们研究发现,在辐射阻尼力的作用下,锥中大量电子被激光场捕获并发生振荡,向外辐射高能伽马射线.激光在锥顶反射后与这些高能伽马射线对撞会激发多光子BW过程,从而产生大量(1010)、高能(GeV)、高密度(1027 m-3)正负电子对,这对于实验室天体物理和高能量密度物理研究具有重要价值.
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