An all-optical scheme is proposed for studying laser plasma based incoherent photon emission from inverse Compton scattering in the quantum electrodynamic regime. A theoretical model is presented to explain the coupling effects among radiation reaction trapping, the self-generated magnetic field and the spiral attractor in phase space, which guarantees the transfer of energy and angular momentum from electromagnetic fields to particles. Taking advantage of a prospective ∼ 1023 W cm−2 laser facility, 3D particle-in-cell simulations show a gamma-ray flash with unprecedented multi-petawatt power and brightness of 1.7 × 1023 photons s−1 mm−2 mrad−2/0.1% bandwidth (at 1 GeV). These results bode well for new research directions in particle physics and laboratory astrophysics exploring laser plasma interactions.
全光学的スキームが、量子電磁力学領域における逆コンプトン散乱からの非コヒーレント光子放出を研究するために提案されている。放射反応捕捉、自己生成磁場、および位相空間におけるスパイラルアトラクターの間の結合効果を説明する理論モデルが提示されており、これにより電磁場から粒子へのエネルギーおよび角運動量の移動が保証される。将来の〜10^23 W cm^-2レーザー施設を活用して、3次元粒子セルシミュレーションにより、前例のない多ペタワット出力と、1.7 × 10^23 photons s^-1 mm^-2 mrad^-2 / 0.1%バンド幅（1 GeV）の輝度を持つガンマ線フラッシュが示されている。これらの結果は、レーザープラズマ相互作用を探求する素粒子物理学および実験室天体物理学における新たな研究方向にとって有望である。