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高強度レーザーとクラスターとの相互作用による相対論的電子発生

Ultrarelativistic electron generation during the high intense laser pulse interaction with clusters

福田 祐仁; 赤羽 温; 林 由紀雄; 本間 隆之; 井上 典洋*; 神門 正城; 金沢 修平; 桐山 博光; 近藤 修司; 小瀧 秀行; 益田 伸一*; 森 道昭; 山崎 淳; 山川 考一; Echkina, E. Yu.*; Inovenkov, I. N.*; Koga, J. K.; Bulanov, S. V.

Fukuda, Yuji; Akahane, Yutaka; Hayashi, Yukio; Homma, Takayuki; Inoue, Norihiro*; Kando, Masaki; Kanazawa, Shuhei; Kiriyama, Hiromitsu; Kondo, Shuji; Kotaki, Hideyuki; Masuda, Shinichi*; Mori, Michiaki; Yamazaki, Atsushi; Yamakawa, Koichi; Echkina, E. Yu.*; Inovenkov, I. N.*; Koga, J. K.; Bulanov, S. V.

高強度レーザー励起航跡場による電子加速は、レーザープラズマ加速器の原理検証や極短パルスX線源開発にとって重要な役割を果たしている。最近、準単色の電子線発生が報告され注目を浴びている。従来、これら研究はヘリウムなどのガスターゲットを用いて行われてきた。本研究では、クラスターターゲットを用いた相対論電子線発生実験を行い、レーザープラズマ加速におけるクラスターの役割について調べた。その結果、相対論的強レーザー場(3.5$$times$$10$$^{19}$$W/cm$$^2$$)とアルゴンクラスターとの相互作用により、指向性(エミッタンス=0.4$$pi$$ mm mrad)を有する相対論電子(最大エネルギー=58MeV, 総電荷=2.1nC)の発生に成功した。PICシミュレーションによる解析から、30MeV以上の高エネルギー電子は、クラスターとレーザー光との相互作用によって注入され、その後、レーザー光によって直接加速され生成したものであることがわかった。

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