EW级激光产生巨磁场和控制强流高能粒子束发散性研究

研究EW超强激光与大尺度、高密度等离子体相互作用的物理规律,这包括研究EW激光与不同原子序数固体密度等离子体靶相互作用过程、激光-高能粒子转换效率、高密度等离子体中微湍流场形成机制及微观不稳定性等问题。重点将研究不同等离子体材料界面巨自生磁场的产生、以及怎样利用这样的界面磁场来控制强流高能粒子源发散的新方案和新物理现象。研究结果对未来开拓新型高能带电粒子加速器、几兆万电子伏特X射线光源、特殊核材料大尺寸时间分辩层析质子照像诊断技术等具有重要意义。

本报告为国家自然科学基金资助项目(10974022)总结。在本项目工作中，我们已经围绕超强激光与大尺度、高密度等离子体相互作用的物理规律开展系统性的研究，这包括研究了超强激光与不同材料固体密度等离子体靶相互作用过程、高密度等离子体中微湍流场形成机制及微观不稳定性等问题，此外，我们同样研究了高功率激光在不同介质中的传播规律等。项目重点研究了不同等离子体材料界面巨自生磁场的产生、以及怎样利用这样的界面磁场来控制强流电子束发散的新方案和新物理现象。本课题所需涉及到的理论及数值方法和新概念对研究激光（粒子束）与等离子体相互作用规律、新能粒子加速器、X射线源、以及激光聚变快点火方案等方面具有应用价值。项目执行期间，在国内外SCI专业刊物(如APL、OL、POP、JAP、EPL、LPB等)发表研究论文13篇以上，完成了预定研究目标。. 感谢国家自然科学基金的资助。