Pulses from a 10 PW laser are predicted to produce large numbers of gamma-rays and electron–positron pairs on hitting a solid target. However, a pair plasma, if it accumulates in front of the target, may partially shield it from the pulse. Using stationary, one-dimensional solutions of the two-fluid (electron–positron) and Maxwell equations, including a classical radiation reaction term, we examine this effect in the hole-boring scenario. We find the collective effects of a pair plasma 'cushion' substantially reduce the reflectivity, converting the absorbed flux into high-energy gamma-rays. There is also a modest increase in the laser intensity needed to achieve threshold for a non-linear pair cascade.
10 PWレーザーからのパルスが固体ターゲットに照射されると、大量のガンマ線と電子・陽電子対が生成されると予測されている。しかし、ターゲットの前面に対プラズマが蓄積すると、パルスを部分的に遮蔽する可能性がある。電子・陽電子の二流体方程式とマクスウェル方程式の定常一次元解を用い、古典的放射反応項を含めて、ホールボーリングシナリオにおけるこの効果を検討した。その結果、対プラズマの「クッション」の集団効果により反射率が大幅に低下し、吸収されたフラックスが高エネルギーガンマ線に変換されることがわかった。また、非線形対カスケードの閾値に達するために必要なレーザー強度もわずかに増加することが示された。