l'accélération de protons conduit laser Diffraction contrôlé

Une manière ciblée pour manipuler des faisceaux de protons accélérés en utilisant ultracourtes et des impulsions stylo laser vert 200mw ultraintense a été démontrée par une équipe de chercheurs dirigée à l'Université de Strathclyde.

Cette découverte pourrait avoir un impact majeur sur l'avancement, des accélérateurs de particules plus petites moins cher entraîné par laser et leurs applications potentielles.

En utilisant la diffraction de la lumière laser intense qui passe à travers une ouverture d'auto-généré «relativiste transparent» dans une mince feuille cible de l'expansion, les chercheurs ont démontré qu'ils peuvent manipuler les champs électrostatiques puissants responsables de l'accélération d'ions.

Professeur Paul McKenna, du Département de physique Strathclyde, dirige le projet. Il a dit: «accélérateurs de particules entraîné par laser compacts ont de nombreuses applications potentielles dans la science, l'industrie et la médecine Contrôle du mouvement collectif des électrons du plasma et des ions déplacés par des champs 532nm laser vert intenses est la clé du développement de ces sources prometteuses..

"Notre découverte que la diffraction de la lumière laser intense qui passe à travers une feuille ultra-mince influence fortement la formation de champs électrostatiques ouvre une nouvelle voie potentielle pour le contrôle des sources d'ions entraînée par laser."

Les résultats de la recherche, publiés dans la revue Nature Communications, démontrent que le mouvement collectif des électrons et des ions - les constituants du plasma - peut être contrôlé par la variation du champ proche, ou Fresnel, diagramme de diffraction de la lumière laser intense lors de son passage à travers l'ouverture. On montre qu'en faisant varier la polarisation de la lumière laser, le profil du faisceau de protons accélérés peut être manipulée.

L'étude implique des chercheurs de Strathclyde, le Fonds pointeur laser vert puissant Central, Université Queen de Belfast, l'Université de York et le Centro de láseres Pulsados, Salamanque.

La recherche est soutenue par le financement EPSRC et a été réalisée en utilisant le laser Gemini à l'usine Laser Central du STFC, au Rutherford Appleton Laboratory. Des simulations ont été effectuées en utilisant le ARCHIE-WeSt (Université de Strathclyde) et ARCHER (Edinburgh) ordinateurs de haute performance.