New epoch in the charged particle acceleration by relativistically intense laser radiation

相対論的強度のレーザー放射による荷電粒子加速の新世界

Bulanov, S. V.

Bulanov, S. V.

超高強度レーザーの発達は物理学の新たな分野を切り拓き続けている。レーザー加速器の開発は今や新たな成熟段階に突入しつつあり、加速された荷電粒子のパラメータを制御可能な手段で操作できるようになってきた。臨界密度以下のアンダーデンス・プラズマに入射されたレーザーパルスが通過して生ずる航跡場の破砕による電子入射は、準単色高エネルギービームの生成をもたらす。適切に作られた多層構造の薄膜ターゲットにより、高品質イオンビーム加速の条件が与えられる。アンダーデンス・プラズマ中での同一方向に、あるいは対向して伝播する2つのレーザーパルスの非線形相互作用により超高強度電磁波パルスの生成が可能となる。本講演では、荷電粒子入射器,高エネルギー物理,高エネルギー電磁放射やポジトロンの高輝度線源を含め、数多くの顕著な応用に言及する。

The development of the ultra-intense laser continues to open up new fields of physics. The laser accelerator development is now entering a new matured stage at which it becomes possible to manipulate in a controllable way the parameters of accelerated charged particle beams. The electron injection by breaking wake waves left by the laser pulse in underdense plasmas results in the quasi-mono-energetic beam production. The tailored multi-layer foil targets provide conditions for the high quality ion beam acceleration. Nonlinear interaction of co- and counter-propagating laser pulses in an underdense plasma can lead to super-intense electromagnetic pulse generation. A number of prominent applications are cited, including the charged particle injectors, the high energy physics, the bright sources of hard electromagnetic radiation and positrons.