München 2004 – wissenschaftliches Programm
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Q: Quantenoptik und Photonik
Q 20: Poster Ultrakurze Lichtimpulse
Q 20.11: Poster
Dienstag, 23. März 2004, 14:00–16:00, Schellingstr. 3
20 MeV Temperatur Elektronen Jets — •K.-U. Amthor, B. Liesfeld, H. Schwoerer und R. Sauerbrey — IOQ, FSU Jena
Die Wechselwirkung ultrakurzer, hoch intensiver Laserimpulse mit einem Plasma stellt eine vielversprechende Alternative zu konventionellen Teilchenbeschleunigern dar, um relativistische Elektronen und hochenergetische Ionen zu erzeugen.
Bei der Wechselwirkung eines auf eine Intensität von mehr als 1019 W/cm2 fokussierten Laserimpuls mit einem gepulsten Helium Gasjet (ne = 5 × 1019 cm−3) werden in dem sich durch relativistische Selbstfokussierung bildenden Plasmakanal Elektronen in axialer Richtung auf relativistische Energien beschleunigt.
Die senkrecht zur Ausbreitungsrichtung des Lasers beobachtete 2ω-Emission, erzeugt durch nichtlineare Thomson-Streuung im Kanal, läßt auf eine Kanallänge von mehr als zehn Rayleighlängen schließen. Außerdem wurden mittels eines frequenzverdoppelten Probeimpuls zeitaufgelöste Aufnahmen des Kanals gemacht. Die zeitliche und räumliche Entwicklung des Laserplasmas und der Plasmadichte wurden mit Schatten- und Schlierenbildern sowie Interferogrammen untersucht. Der Probeimpuls kann bis zu 1 ns verzögert werden, mit einer Auflösung besser als 0.5 ps.
Die generierten Elektronenpakete sind sehr stark kollimiert und besitzen eine Divergenz von weniger als 10 mrad. Die Elektronentemperatur liegt im Bereich von 20 MeV und entspricht damit der Energie für Riesenresonanzen schwerer Kerne. Solche Elektronenjets eignen sich daher hervorragend zur systematischen Untersuchung von Kernreaktionen.