Использование физических свойств лазерной плазмы
Рис. 22. Превращение мишени в плазму под воздействием релятивистски сильного лазерного импульса
Релятивистские эффекты
Релятивистский сильный лазерный импульс, падая на мишень из любого вещества, превращает ее в плазму, причем уже на самом переднем своем фронте, где интенсивность еще на несколько порядков меньше, чем в максимуме. При этом взаимодействие лазерного излучения фактически происходит уже с плазмой. Электрические поля, которые в ней создаются, огромны. Они на многие порядки превосходят типичное поле в ускорителе и могут ускорять частицы на значительно меньшем расстоянии. Открывается возможность создания компактных ускорителей нового типа — лазерно-плазменных источников высокоэнергичных частиц. Уже сейчас вылетающие из такого лазерно-плазменного ускорителя частицы, электроны и ионы, имеют энергии более 1 ГэВ (электроны) и около 100 МэВ (протоны).
Рис. 23. Распространение лазерного импульса, приводящее к появлению областей с очень сильным электрическим полем
При распространении лазерного импульса появляются области с очень сильным электрическим полем (bubble — от англ. пузырь). Из плазмы в пузырь захватываются электроны, которые затем в нем ускоряются.
