Freiburg 1999 – wissenschaftliches Programm

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HK: Physik der Hadronen und Kerne

HK 14: Instrumentation und Anwendungen II

HK 14.3: Gruppenbericht

Montag, 22. März 1999, 17:15–17:45, F

Relativistische Laserplasmen als Quelle ultrakurzer Teilchenpulse — •G. Pretzler¹, K. Eidmann¹, C. Gahn¹, D. Gassmann², D. Habs², B. Hegelich², S. Karsch², J. Meyer-ter-Vehn¹, A. Pukhov¹, A. Saemann¹, T. Schätz², U. Schramm², P. Thirolf², G. Tsakiris¹ und K. Witte¹ — ¹Max-Planck-Institut für Quantenoptik, 85748 Garching — ²Sektion Physik, LMU München, 85748 Garching

Ultrakurzpuls-Hochleistungslaser haben sich in den letzten Jahren als wichtiges Forschungswerkzeug etabliert. Derartige Lasersysteme, wie dem ATLAS-Laser am MPQ, sind preiswert und kompakt (table-top). Die emittierten Laserpulse erreichen typischerweise Leistungen über 1 TW (Energie 200 mJ bei einer Pulsdauer von 120 fs) bei hoher Wiederholrate (10 Hz) und lassen sich auf Leistungsdichten von über 10¹⁸ W/cm² fokussieren. Bei der Wechselwirkung derart hoher elektromagnetischer Felder mit Materie treten bis vor kurzem unerreichbare und unbekannte relativistische Plasmaeffekte auf: Es kommt zur Ausbildung eines engen Kanals, in dem die elektromagnetische Strahlung gefangen ist und aus dem ein hochintensiver Puls relativistischer Elektronen nach vorne beschleunigt wird. Wir präsentieren hier Experimente, die diesen Mechanismus demonstrieren und zeigen, daß er gut den theoretischen Voraussagen folgt. Der entstehende Elektronenpuls ist durch seine Kürze (einige ps) ein faszinierendes Werkzeug zur Auslösung einer Vielzahl von Reaktionen. Hier werden Experimente vorgestellt, die exemplarisch die Erzeugung intensiver, ultrakurzer Pulse von γ-Strahlen, Neutronen und Positronen demonstrieren. Konkrete Anwendungsmöglichkeiten werden ebenfalls diskutiert, so eine lasergetriggerte gepulste Neutronenquelle oder ein kompakter Elektronenbeschleuniger.
Die Arbeit wurde zum Teil von der DFG gefördert (DFG-HA-1101/7-1).