Ускорение электронов при воздействии тераваттного фемтосекундного лазерного излучения на кластеры азота

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Экспериментально продемонстрирована возможность получения узконаправленного высокоэнерге тичного электронного пучка, получаемого при взаимодействии тераваттного излучения Ti:Sa лазер ного комплекса с азотной газо-кластерной струей при давлении газа, соответствующем границе обла сти конденсации. Получен колимированный электронный пучок с энергией до 10МэВ и расходимостью ∼10мрад при концентрации плазмы ∼1019 см-3. Показано, что применение азота существенно улучша ет пространственные (расходимость) и энергетические (заряд и форма спектра) свойства генерируемого пучка электронов по сравнению с аргоном и криптоном. Выполнен термодинамический анализ образо вания и состава, формируемых в сверхзвуковой струе кластеров.

Об авторах

М. М Назаров

Федеральное государственное бюджетное учреждение “Национальный исследовательский центр “Курчатовский институт”

Email: nazarovmax@mail.ru
Москва, Россия

Т. А Семенов

Федеральное государственное бюджетное учреждение “Национальный исследовательский центр “Курчатовский институт”

Москва, Россия

А. А Таусенев

Федеральное государственное бюджетное учреждение “Национальный исследовательский центр “Курчатовский институт”; МГУ имени М.В. Ломоносова

Москва, Россия; Москва, Россия

М. В Чащин

Федеральное государственное бюджетное учреждение “Национальный исследовательский центр “Курчатовский институт”

Москва, Россия

П. А Щеглов

Федеральное государственное бюджетное учреждение “Национальный исследовательский центр “Курчатовский институт”

Москва, Россия

А. В Лазарев

МГУ имени М.В. Ломоносова

Москва, Россия

Д. А Сидоров-Бирюков

Федеральное государственное бюджетное учреждение “Национальный исследовательский центр “Курчатовский институт”; МГУ имени М.В. Ломоносова; Российский квантовый центр

Москва, Россия; Москва, Россия; Москва, Россия

А. В Митрофанов

Федеральное государственное бюджетное учреждение “Национальный исследовательский центр “Курчатовский институт”; МГУ имени М.В. Ломоносова; Российский квантовый центр

Москва, Россия; Москва, Россия; Москва, Россия

В. М Гордиенко

Федеральное государственное бюджетное учреждение “Национальный исследовательский центр “Курчатовский институт”; МГУ имени М.В. Ломоносова

Москва, Россия; Москва, Россия

В. Я Панченко

Федеральное государственное бюджетное учреждение “Национальный исследовательский центр “Курчатовский институт”; МГУ имени М.В. Ломоносова

Москва, Россия; Москва, Россия

Список литературы

  1. T. Tajima, X. Q. Yan, and T. Ebisuzaki, Rev. Mod. Plasma Phys. 4, 7 (2020).
  2. I. Y. Kostyukov and A. M. Pukhov, Phys.-Uspekhi 58, 81 (2015).
  3. F. Albert, Phys. Plasmas 30, 050902 (2023).
  4. Т. А. Семенов, И. М. Мордвинцев, С. А. Шуляпов, Д. А. Горлова, А. В. Лазарев, К. А. Иванов, М. С. Джиджоев, А.Б. Савельев, В. М. Гордиенко, Оптика и спектроскопия 131, 222 (2023).
  5. Y. Li, J. Feng, W. Wang, J. Tan, X. Ge, F. Liu, W. Yan, G. Zhang, C. Fu, and L. Chen, High Power Laser Sci. Eng. 10, e33 (2022).
  6. W.-Z. Wang, J. Feng, X.-P. Zhang, Y.-J. Li, W.-J. Zhou, W.-C. Yan, G.-Q. Zhang, C.-B. Fu, and L.-M. Chen, High Power Laser Sci. Eng. 12, e11 (2024).
  7. M. H. Cho, V. B. Pathak, H.T. Kim, and C. H. Nam, Sci. Rep. 8, 16924 (2018).
  8. M. W. Mayr, B. Spiers, R. Aboushelbaya, R. W. Paddock, J. D. Sadler, C. Sillett, R. H. W. Wang, K. Krushelnick, and P. A. Norreys, Phys. Rev. Accel. Beams 23, 093501 (2020).
  9. C. Aniculaesei, V. B. Pathak, K. H. Oh, P. K. Singh, B. R. Lee, C. I. Hojbota, T. G. Pak, E. Brunetti, B. J. Yoo, J. H. Sung, S. K. Lee, H. T. Kim, and C. H. Nam, Phys. Rev. Appl. 12, 044041 (2019).
  10. Z. L´ecz, A. Andreev, and N. Hafz, Phys. Rev. E 102, 053205 (2020).
  11. T. Ditmire, T. Donnelly, A. M. Rubenchik, R. W. Falcone, and M. D. Perry, Phys. Rev. A 53, 3379 (1996).
  12. M. Mirzaie, N. A. M. Hafz, S. Li, F. Liu, F. He, Y. Cheng, and J. Zhang, Rev. Sci. Instrum. 86, 103502 (2015).
  13. L. M. Chen, W. C. Yan, D. Z. Li et al. (Collaboration), Sci. Rep. 3, 1912 (2013).
  14. K. C. Gupta, N. Jha, P. Deb, D. R. Mishra, and J. K. Fuloria, J. Appl. Phys. 118 (2015).
  15. В. П. Крайнов, Б. М. Смирнов, М. Б. Смирнов, Успехи физических наук 177, 953 (2007).
  16. Д. А. Гожев, С. Г. Бочкарев, В. Ю. Быченков, Письма в ЖЭТФ 114, 233 (2021).
  17. P. Koester, G. Bussolino, G. Cristoforetti, A. Faenov, A. Giulietti, D. Giulietti, L. Labate, T. Levato, T. Pikuz, and L. Gizzi, Laser Part. Beams 33, 331 (2015).
  18. A. J. Goers, G. A. Hine, L. Feder, B. Miao, F. Salehi, J. K. Wahlstrand, and H. M. Milchberg, Phys. Rev. Lett. 115, 194802 (2015).
  19. D. E. Cardenas, S. Chou, E. Wallin, J. Xu, L. Hofmann, A. Buck, K. Schmid, D. E. Rivas, B. Shen, A. Gonoskov, M. Marklund, and L. Veisz, Phys. Rev. Accel. Beams 23, 112803 (2020).
  20. M.-W. Lin, T.-Y. Chu, Y.-Z. Chen, D. K. Tran, H.-H. Chu, S.-H. Chen, and J. Wang, Phys. Plasmas 27, 113102 (2020).
  21. J. Kim, Y. H. Hwangbo, and K. N. Kim, Plasma Phys. Control. Fusion 60, 034008 (2018).
  22. C. McGuffey, A. G. R. Thomas, W. Schumaker, T. Matsuoka, V. Chvykov, F. J. Dollar, G. Kalintchenko, V. Yanovsky, A. Maksimchuk, K. Krushelnick, V. Yu. Bychenkov, I. V. Glazyrin, and A. V. Karpeev, Phys. Rev. Lett. 104, 025004 (2010).
  23. B. S. Rao, A. Moorti, J. A. Chakera, P. A. Naik, and P. D. Gupta, Plasma Phys. Control. Fusion 59, 065006 (2017).
  24. S. Namba, N. Hasegawa, K. Nagashima, T. Kawachi, M. Kishimoto, K. Sukegawa, and K. Takiyama, Phys. Rev. A 73, 013205 (2006).
  25. К. В. Брушлинский, Математические основы вычислительной механики жидкости, газа и плазмы, Дом Интеллект, Долгопрудный (2017).
  26. A. V. Lazarev, T. A. Semenov, E. D. Belega, and V. M. Gordienko, J. Supercrit. Fluids 187, 105631 (2022).
  27. NIST Chemistry WebBook, National Institute of Standards and Technology, USA (2023) http://webbook.nist.gov.
  28. B. Aurand, L. Reichwein, K. M. Schwind, E. Aktan, M. Cerchez, V. Kaymak, L. Lessmann, R. Prasad, J. Thomas, T. Toncian, A. Khoukaz, A. Pukhov, and O. Willi, New J. Phys. 24, 033006 (2022).
  29. П. А. Щеглов, М. М. Назаров, Т. А. Семенов, А. А. Таусенев, М. В. Чащин, А. В. Лазарев, В. М. Гордиенко, Квантовая электроника 54, 236 (2024).
  30. А. А. Таусенев, П. А. Щеглов, М. В. Чащин, А.В. Лазарев, Т. А. Семенов, М. М. Назаров, Ученые записки физического факультета 3, 2431001 (2024).
  31. А. В. Митрофанов, М. В. Рожко, М. М. Назаров, Н. В. Якушкин, Я.О. Романовский, А. А. Воронин, А. Б. Федотов, Д.А. Сидоров-Бирюков, Вестник Московского университета. Серия 3. Физика. Астрономия 79, 2430401 (2024).
  32. Y. Fukuda, Y. Akahane, M. Aoyama et al. (Collaboration), Phys. Lett. A 363, 130 (2007).
  33. A. Pukhov, Z.-M. Sheng, and J. Meyer-ter Vehn, Phys. Plasmas 6, 2847 (1999).
  34. B. Hidding, M. Geissler, G. Pretzler, K.-U. Amthor, H. Schwoerer, S. Karsch, L. Veisz, K. Schmid, and R. Sauerbrey, Phys. Plasmas 16, 043105 (2009).
  35. S. Das, P. Sharma, R. Singh, R. K. Vatsa, and V. K. Tripathi, J. Photochem. Photobiol. 404, 112884 (2021).
  36. V. M. Gordienko, M. S. Dzhidzhoev, I. A. Zhvaniya, V. T. Platonenko, D. N. Trubnikov, and D. O. Fedorov, Europ. Phys. J. D. 67, 1 (2013).
  37. Т. А. Семенов, К. А. Иванов, А. В. Лазарев, И. Н. Цымбалов, Р. В. Волков, И.А. Жвания, М. С. Джиджоев, А.Б. Савельев, В. М. Гордиенко, Квантовая электроника 51, 838 (2021).
  38. I. A. Zhvaniya, K. A. Ivanov, T. A. Semenov, M. S. Dzhidzhoev, R. V. Volkov, I. N. Tsymbalov, A. B. Savel’ev, and V. M. Gordienko, Laser Phys. Lett. 16 (2019).
  39. W. M. Wood, G. Focht, and M. C. Downer, Opt. Lett. 13, 984 (1988).
  40. D. Z. Li, W. C. Yan, L. M. Chen, K. Huang, Y. Ma, J. R. Zhao, L. Zhang, N. Hafz, W. M. Wang, J. L. Ma, Y. T. Li, Z. Y. Wei, J. Gao, Z. M. Sheng, and J. Zhang, Opt. Express 22, 12836 (2014).
  41. A. Giulietti, A. Andr´e, S. Dobosz Dufr´enoy, D. Giulietti, T. Hosokai, P. Koester, H. Kotaki, L. Labate, T. Levato, R. Nuter, N. C. Pathak, P. Monot, and L. A. Gizzi, Phys. Plasmas 20, 082307 (2013).
  42. A. Buck, K. Zeil, A. Popp et al. (Collaboration), Rev. of Sci. Instr. 81, 033301 (2010).
  43. D. Hazra, A. Moorti, B. S. Rao, A. Upadhyay, J. A. Chakera, and P. A. Naik, Plasma Phys. Control. Fusion 60, 085015 (2018).
  44. D. Hazra, A. Moorti, S. Mishra, A. Upadhyay, and J. A. Chakera, Plasma Phys. Control. Fusion 61, 125016 (2019).
  45. I. Last and J. Jortner, Chem. Phys. 399, 218 (2012).

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2024