Artigo em revista científica Q1
Ion acceleration from laser-driven electrostatic shocks
Frederico Fiúza (Fiuza, F.); Anne Stockem (Stockem, A.); Elisabetta Boella (Boella, E.); Ricardo Fonseca (Fonseca, R. A.); Luís Miguel Oliveira Silva (Silva, L. O.); Dan Haberberger (Haberberger, D.); Sergei Tochitsky (Tochitsky, S.); Warren B. Mori (Mori, W. B.); Chandrasekar Joshi (Joshi, C.); et al.
Título Revista
Physics of Plasmas
Ano (publicação definitiva)
2013
Língua
Inglês
País
Estados Unidos da América
Mais Informação
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Abstract/Resumo
Multi-dimensional particle-in-cell simulations are used to study the generation of electrostatic shocks in plasma and the reflection of background ions to produce high-quality and high-energy ion beams. Electrostatic shocks are driven by the interaction of two plasmas with different density and/or relative drift velocity. The energy and number of ions reflected by the shock increase with increasing density ratio and relative drift velocity between the two interacting plasmas. It is shown that the interaction of intense lasers with tailored near-critical density plasmas allows for the efficient heating of the plasma electrons and steepening of the plasma profile at the critical density interface, leading to the generation of high-velocity shock structures and high-energy ion beams. Our results indicate that high-quality 200 MeV shock-accelerated ion beams required for medical applications may be obtained with current laser systems.
Agradecimentos/Acknowledgements
--
Palavras-chave
  • Ciências Físicas - Ciências Naturais
Registos de financiamentos
Referência de financiamento Entidade Financiadora
267841 European Research Council
PHY-0936266 NSF at UCLA
DE-FG02-92-ER40727 DOE
DE-AC52-07NA27344 U.S. Department of Energy by Lawrence Livermore National Laboratory
SFRH/BPD/65008/2009 Fundação para a Ciência e a Tecnologia
SFRH/BD/38952/2007 Fundação para a Ciência e a Tecnologia
PTDC/FIS/111720/2009 Fundação para a Ciência e a Tecnologia