激光正电子靶背鞘场加速研究

来源 :第六届全国高能量密度物理会议 | 被引量 : 0次 | 上传用户:liufengsheng
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  近年来,基于超强激光产生的正电子束由于其脉宽短、能量高及密度高等特性,引起了广泛关注。这种正电子束在实验室天体物理、高能物理以及材料科学领域具有巨大的应该潜力。目前,激光正电子束产生有两种方式,一种是皮秒激光固体靶直接相互作用,另外一种是飞秒激光通过尾场加速产生的电子束与次级靶作用获得正电子。激光固体靶直接作用得到的正电子束产额更高,且由于靶背鞘电场的存在,能够产生准单能的正电子束。本研究在中国工程物理研究院星光Ⅲ激光装置上开展了正电子产生实验,获得了高对比度的准单能正电子信号。实验结果表明,正电子能谱峰位与靶直径的倒数成正比关系。建立了一简单的鞘电场的解析模型,给出了正电子峰位与靶直径以及超热电子参数折关系,解释了实验数据。基于该理论模型,采用蒙特卡罗方法模拟了正电子产生及加速过程。结果 显示对直径为2 mm和10 mm的靶模拟能谱与实验基本吻合,验证了我们的场模型。靶直径为1 mm时,模拟能谱与实验相差较大,表明超热电子沿靶侧面传播对鞘电场的建立具有重要贡献。该研究进一步深化了我们对基于固体靶的正电子产生及加速的认识,为后续正电子的应用奠定了基础。
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