Coulomb implosion mechanism of negative ion acceleration in laser plasmas

クーロン爆縮によるレーザープラズマからの負イオン加速

中村 龍史; 福田 祐仁; 余語 覚文; 反保 元伸; 神門 正城; 林 由紀雄; 亀島 敬*; Pirozhkov, A. S.; Esirkepov, T. Z.; Pikuz, T. A.*; Faenov, A. Y.; 大道 博行; Bulanov, S. V.

Nakamura, Tatsufumi; Fukuda, Yuji; Yogo, Akifumi; Tampo, Motonobu; Kando, Masaki; Hayashi, Yukio; Kameshima, Takashi*; Pirozhkov, A. S.; Esirkepov, T. Z.; Pikuz, T. A.*; Faenov, A. Y.; Daido, Hiroyuki; Bulanov, S. V.

レーザープラズマによる負イオン加速を説明するクーロン爆縮モデルを提案する。超高強度レーザーをクラスターターゲットに照射すると、クーロン爆発により正イオンが外向きに加速され、同時に、負イオンが内向きへ加速される。負イオンの最大エネルギーは正イオンの数分の一程度である。われわれはこのクーロン爆縮による負イオン加速の理論モデルを提案し、粒子シミュレーションにより確認した。またこれらモデルを支持する、超高強度レーザーのクラスター照射による負イオン加速の実験結果も示す。

Coulomb implosion mechanism of the negatively charged ion acceleration in laser plasmas is proposed. When a cluster target is irradiated by an intense laser pulse and the Coulomb explosion of positively charged ions occurs, the negative ions are accelerated inward. The maximum energy of negative ions is several times lower than that of positive ions. We present the theoretical description and Particle-in-Cell simulation results of the Coulomb implosion mechanism, and show the evidence of the negative ion acceleration in the experiments on the high intensity laser pulse interaction with the cluster targets.