研究目的
研究通过超强激光-等离子体相互作用产生高能γ光子及电子-正电子对的机制。
研究成果
研究表明，对于更长的拍瓦级激光脉冲，由两束相向传播的激光脉冲形成的驻波构型在激光能量转换效率和产生的正负电子对数量方面表现更优；而对于较短的拍瓦级激光脉冲，等离子体镜装置更具优势，能提供更高的产生速率和更优质的束流品质。这些发现对未来在即将建成的激光装置上设计实验具有重要参考价值。
研究不足
该研究基于模拟实验，实际实验条件可能引入未被考虑的额外变量。所研究过程所需的极端条件可能在实际应用中带来挑战。
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超强激光与物质相互作用产生的伽马光子与正负电子对：现有方案的对比研究
DOI：10.1063/1.5098978
期刊：Matter and Radiation at Extremes
出版年份：2019
更新时间：2025-09-19 17:13:59
摘要：
通过激光-等离子体相互作用驱动的非线性康普顿散射产生高能γ光子、以及布雷特-惠勒过程产生电子-正电子对的模型被建立，并提出了多种机制。由于截面较小，这些过程需要超强激光场和相对论性电子束。近期激光技术的发展可实现此类场景的极端条件。非线性汤姆逊和康普顿散射的辐射已通过实验观测到，多光子过程产生的高能正电子束也于近期被观测。本文综述了激光-等离子体相互作用中γ射线发射与e+e?对产生的原理，并比较了几种利用超强激光脉冲产生γ射线和e+e?对的实验方案，针对超短（15飞秒）与较长（150飞秒）多拍瓦激光束产生的γ光子束与正电子束的效率及质量进行了评估。
作者：
Yan-Jun Gu，Martin Jirka，Ondrej Klimo，Stefan Weber
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