Генерация электрон-позитронных пар в результате лазерно-ионной имплозии мишени со сферической микрополостью внутри

Аннотация: Лазерные мишени с микрополостями в последнее время активно исследуются, в том числе с целью генерации сверхсильных электромагнитных полей. Под действием лазерного излучения в мишени образуются потоки ионов, сходящиеся к центру микрополости. В центральной области плотность ионов может в несколько раз превышать плотность мишени, приводя к генерации экстремально сильного электрического поля и высокоэнергетических ионов. С помощью PIC-моделирования исследована динамика электронов мишени с учетом эффектов квантовой электродинамики (КЭД) и развития КЭД-каскада в области сильного поля. Показано, что рост электронной температуры приводит к существенно более эффективному образованию электрон-позитронных пар. Проанализирован вклад тормозного излучения в генерацию фотонов в центральной области микрополости. Обнаружено, что вклад тормозного излучения несущественен по сравнению с синхротронным механизмом излучения электронов в коллективном поле ионов.

Ключевые слова: лазерные импульсы, взаимодействие лазерного излучения с веществом, квантовая электродинамика, электрон-позитронные пары.