Nature Physics 1, 77 (2005) | doi: 10.1038/nphys166
光をガイドする
レーザー航跡場加速では、短いレーザーパルスを用いてプラズマ内に波を生じさせ、粒子(例えば電子)をその波の航跡の電場に乗せることによって、極めて短い距離と時間で大きく加速する。
そのような加速器の性能は、レーザーパルスを長い距離ガイドすることにより大幅に向上させることができる。C. G. R. Geddesらは、プラズマチャネルをガイドとして使用すれば、それが可能であることを示した(Phys. Rev. Lett. 95, 145002; 2005)。
ガイドプロセスは2つのレーザーパルスからなる。まず、強力な「点火」パルスが高密な水素ガスジェット内にプラズマを生じさせる。ガスを加熱することによって、プラズマは流体力学的に膨脹しプラズマチャネルが開く。次に、このチャネルは第二の「駆動」パルスをガイドし、駆動パルスはプラズマ内で収束し、押し進められる。ガイドチャネルがないと駆動パルスはすぐに回析してしまうが、チャネルの形状を調整することによってレーザーを閉じ込め、10回析長以上駆動することが可能である。
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