The stochastic behavior of electrons during the interaction of an intense short laser pulse with under-dense plasma is investigated by employing a fully kinetic 1D-3V particle-in-cell (PIC) simulation. The development of chaos in the involved nonlinear regime and in the presence of plasma space charge is examined. Though the electron Lagrangian is extremely complicated in this case, our analyses suggest some potential ways for chaos development. In this regard, our simulation results show that chaotic motion can develop in three different ways. When the space charge field is weak, the scattered fields can provide the necessary condition for chaos to occur. When a strong space charge field is presented, the creation of chaos is initiated by wave breaking. The third procedure for creating chaos originates from the inhomogeneity of the density on the vacuum–plasma surface. In this case, a new electrostatic mode without any phase relation with the space charge electrostatic mode is generated.
強烈な短パルスレーザーと低密度プラズマとの相互作用中における電子の確率的挙動を、完全運動論的1次元-3速度（1D-3V）パーティクル・イン・セル（PIC）シミュレーションを用いて調査した。関与する非線形領域およびプラズマ空間電荷の存在下におけるカオスの発展を検討した。電子のラグランジアンはこの場合極めて複雑であるが、我々の解析はカオス発展のいくつかの可能性を示唆している。この点に関し、シミュレーション結果は、カオス運動が3つの異なる経路で発展し得ることを示している。空間電荷場が弱い場合、散乱場がカオス発生に必要な条件を提供し得る。強い空間電荷場が存在する場合、カオスの生成は波動破砕によって開始される。カオス生成の第3のメカニズムは、真空-プラズマ境界面における密度の不均一性に起因する。この場合、空間電荷静電モードと位相関係を持たない新しい静電モードが生成される。