通过照射结构靶的飞秒激光脉冲驱动的增强正电子加速

摘要 我们提出了一种紧凑的方案，通过用超强激光脉冲照射不同形状的靶来生成高密度和高能量正电子，采用2D粒子在片计算和数值分析。我们的模拟结果表明，当使用强度为4 × 10 23 W cm − 2的激光时，Breit–Wheeler过程在激光与靶的相互作用中主导了正电子的生成。我们获得了一束能量为2.5 GeV、总数超过10 9 的正电子束，这比之前在相同激光强度下的工作提高了两个数量级。通过使用不同形状的靶，我们能够产生低发散的高能正电子束。正电子对的产量依赖于靶和激光参数，我们研究了靶的形状如何增强对的产生并减少发散。我们的分析和模拟结果均表明，这种高通量和低发散的正电子束在医学和天体物理领域具有直接应用，可以在即将到来的高强度激光设备中进行探索。