레이저 구동 LIGHT 빔라인을 통한 이온 정지력 실험으로의 접근

GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH의 레이저 이온 생성, 처리 및 전송(LIGHT) 빔라인의 주요 초점은 레이저로 생성된 이온 빔의 위상 공간 조작입니다. 최근 몇 년 동안 LIGHT 협력체는 8 MeV의 에너지를 가지며 1 ns(FWHM)보다 짧은 시간 지속으로 강렬한 프로톤 덩어리를 성공적으로 생성하고 집속하였습니다. LIGHT의 짧은 이온 덩어리 특성을 활용하는 흥미로운 응용 분야는 플라즈마에서의 이온 정지력 연구로, 이는 밀집 플라즈마에서의 에너지 침착 이해를 위한 관성 수 confinement 융합의 핵심 과정입니다. 가장 도전적인 영역은 발사체 속도가 열 플라즈마 전자 속도에 근접할 때(v₈ v₄, ₓ₇) 발견되며, 기존 이론들은 큰 불일치를 보입니다. 이 영역에서는 결론적인 실험 데이터가 부족하기 때문에, 우리는 LIGHT로 생성된 이온으로 탐사된 레이저 생성 플라즈마에 대해 이전보다 높은 시간 해상도로 실험을 수행할 계획입니다. 높은 시간 해상도는 레이저로 생성된 플라즈마의 매개변수가 나노초 시간 규모에서 변하기 때문에 중요합니다. 이러한 목표를 달성하기 위해, 우리의 최신 연구는 낮은 운동 에너지를 가진 이온과 관련되어 있습니다. 2021년에는 레이저 가속된 탄소 이온이 두 개의 솔레노이드로 전송되고 LIGHT의 라디오 주파수 캐비티로 시간적으로 집속되었습니다. 0.6 MeV u^-1의 에너지를 가진 1.2 ns(FWHM)의 덩어리 길이가 달성되었습니다. 2022년에는 0.6 MeV의 에너지를 가진 프로톤이 전송되어 0.8 ns의 덩어리 길이로 시간적으로 압축되었습니다. 프로톤 빔은 차가운 포일에서의 에너지 손실을 측정하는 데 사용되었습니다. 이온과 프로톤 빔 모두 플라즈마 타겟에서의 에너지 손실 측정을 위해 사용될 것입니다.