Bochum 1998 – wissenschaftliches Programm

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HK: Hadronen und Kerne

HK 41: Application of Nuclear Techniques II

HK 41.1: Gruppenbericht

Dienstag, 17. März 1998, 17:00–17:30, G

Kernphysikalische Reaktionen mit fs-Laserpulsen — •U. Schramm¹, C. Gahn¹, D. Gassmann¹, K. Eidmann², D. Habs¹, J. Meyer-ter-Vehn², G. Pretzler², A. Pukhov², D. Rudolph¹, A. Saemann², T. Schätz¹, P. Thirolf¹, G.D. Tsakiris² und K.J. Witte² — ¹Sektion Physik der LMU München — ²MPI für Quantenoptik Garching

Trifft ein Laserpuls mit einer Intensität von >10¹⁸ W/cm² auf Materie unterhalb der kritischen Dichte (ω_l >ω_p), so folgen die im Wechselfeld des Lasers auf relativistische Energien beschleunigten Elektronen nicht mehr nur dem elektrischen Feld, sondern werden durch das magnetische dominant in Vorwärtsrichtung beschleunigt. Relativistische PIC Simulationen wie erste Experimente zeigen, daß dabei Spitzenströme von 10¹² A/cm² mit MeV Elektronenenergien und Magnetfelder im Bereich von 10⁸ Gauss erreicht werden, die die relativistische Selbstfokussierung (Absenkung des Brechungsindex im Strahlinnern durch relativistische Massenzunahme der Plasmaelektronen) des Laserstrahls in einen beugungsbegrenzten Kanal weiter verstärken. Neben dem primär in Vorwärtsrichtung aus dem Kanal emittierten Elektronenpuls und der damit verbundenen massiven kurzzeitigen (≈ps) Erzeugung hochenergetischer Bremsstrahlungsquanten können auch die aus diesem extremen Nichgleichgewichtszustand des Plasmas resultierenden energetischen Ionen für kernphysiaklische Reaktionen verwendet werden. So wurde in einem ersten Experiment am Atlas CPA-Laser des MPQ mit nur 200mJ Pulsenergie in 160fs über die Reaktion D(d,n)³He ein Puls von etwa 140 Neutronen pro Laserschuß erzeugt und entsprechende PIC Rechnungen über die Entwicklung des Plasmakanals und die Ionenenergieverteilung bestätigt.