Simulação integrada da geração e transporte de feixes de prótons a partir da interação laser-alvo

Prótons energéticos de alta corrente são produzidos pela irradiação de finas folhas metálicas com lasers intensos. Aqui, a interação plasma-laser produz elétrons relativistas na superfície crítica. Esses elétrons se propagam através da folha e criam uma nuvem de carga espacial que acelera contaminantes de prótons no lado oposto. Simulações eletromagnéticas auto-consistentes desse processo usando um código híbrido de partículas na cela mostram a importância da modelagem detalhada da produção e transporte de elétrons, bem como a aceleração distribuída e a distribuição espacial dos prótons bem longe da superfície da folha. Os prótons são neutralizados por elétrons energéticos reabastecidos pela pluma em expansão da superfície traseira, e não por elétrons energéticos que se tornam térmicos dentro da nuvem de prótons. Detalhes sobre as técnicas de simulação da interação laser-plasma e as implicações para a ignição rápida impulsionada por íons também são discutidos.