Это открытие может оказать серьезное влияние на развитие более мелких и дешевых ускорителей частиц с лазерным приводом и их потенциальных применений.Используя дифракцию интенсивного лазерного света, когда он проходит через самогенерируемую «релятивистски прозрачную» апертуру в расширяющейся мишени из тонкой фольги, исследователи продемонстрировали, что они могут управлять сильными электростатическими полями, ответственными за ускорение ионов.Проект возглавляет профессор Пол МакКенна с факультета физики Стратклайда.
Он сказал: «Компактные ускорители частиц с лазерным приводом имеют множество потенциальных применений в науке, промышленности и медицине. Управление коллективным движением электронов и ионов плазмы, вытесняемых интенсивными лазерными полями, является ключом к разработке этих многообещающих источников.«Наше открытие, что дифракция интенсивного лазерного света при его прохождении через ультратонкую фольгу сильно влияет на формирование электростатических полей, открывает потенциальный новый путь к управлению лазерными источниками ионов».Результаты исследования, опубликованные в журнале Nature Communications, демонстрируют, что коллективное движение электронов и ионов — составляющих плазмы — можно контролировать с помощью изменения ближнего поля или дифракционной картины Френеля интенсивного лазерного света. когда он проходит через апертуру.
Показано, что, изменяя поляризацию лазерного света, можно изменять профиль пучка ускоренных протонов.В исследовании участвуют исследователи из Стратклайда, Центрального лазерного центра, Королевского университета в Белфасте, Йоркского университета и Centro de Laseres Pulsados в Саламанке.
Исследование финансируется EPSRC и проводилось с использованием лазера Gemini в Центральном лазерном центре STFC в лаборатории Резерфорда Эпплтона. Моделирование проводилось с использованием высокопроизводительных компьютеров ARCHIE-WeSt (Университет Стратклайда) и ARCHER (Эдинбург).