The Laser proton acceleration in the strong charge separation regime

高電荷分離状態におけるレーザーの陽子加速

西内 満美子; 福見 敦*; 大道 博行; Li, Z.*; 匂坂 明人; 小倉 浩一; 織茂 聡; 加道 雅孝; 林 由紀雄; 森 道昭; Bulanov, S. V.; Esirkepov, T. Z.; 根元 孝一*; 大石 祐嗣*; 名雪 琢弥*; 藤井 隆*; 野田 章*; 岩下 芳久*; 白井 敏之*; 中村 衆

Nishiuchi, Mamiko; Fukumi, Atsushi*; Daido, Hiroyuki; Li, Z.*; Sagisaka, Akito; Ogura, Koichi; Orimo, Satoshi; Kado, Masataka; Hayashi, Yukio; Mori, Michiaki; Bulanov, S. V.; Esirkepov, T. Z.; Nemoto, Koichi*; Oishi, Yuji*; Nayuki, Takuya*; Fujii, Takashi*; Noda, Akira*; Iwashita, Yoshihisa*; Shirai, Toshiyuki*; Nakamura, Shu

超短パルスレーザーによる陽子加速の実験結果及び、それを説明する一次元モデルをレポートする。TWレーザーを3mの金属薄膜に、集光強度310Wcmで集光し、陽子加速実験を行った。加速された陽子は、2温度のマクスウェル分布と、高エネルギー側にカットオフを持つようなエネルギースペクトルをしていた。われわれは、陽子の高温度成分とカットオフ部分を、Passoni et al. [Phys. Rev. E, 69 (2004) 026411]らの提唱したモデルを発展させた、高電荷分離化における一次元陽子加速モデルによって、説明することに成功した。

We report the experimental results of proton acceleration as well as the simple one-dimensional model which explain our experimental data. The proton acceleration experiment was carried our with the TW short pulse laser irradiated on the Tantalum thin-foil target (3m thickness) with the intensity of 310 Wcm. Accelerated protons exhibit the typical energy spectrum with the two component-quasi-Maxwellian parts with the high energy cut-off. We could successfully explain the higher energy part as well as the cut off energy of the proton spectrum, with the simple-one-dimensional model based on the strong charge separation regime, which is the extension of the model proposed by Passoni et al. [Phys. Rev. E, 69 (2004) 026411].