A scheme for generating gamma photons from laser interaction with a hollow-tube target filled with near-critical-density plasma is investigated using quantum electrodynamics particle-in-cell simulation. The solid-density tube wall stabilizes the laser propagation in the tube, guides the laser-accelerated relativistic electrons, and its endplate reflects the laser light. As the electrons collide head-on with the reflected laser, a large number of MeV gamma photons are generated through inverse Compton scattering. It is found that bright gamma radiation with power up to 1.4 PW and 37% laser-to-gamma ray energy conversion efficiency can be obtained with 5 × 1022 W cm–2 laser pulse.
量子電磁気学粒子インセルシミュレーションを用いて、臨界密度に近いプラズマで満たされた中空管ターゲットとレーザーとの相互作用によるガンマ光子生成のスキームを調査した。固体の管壁が管内でのレーザー伝搬を安定化させ、レーザー加速された相対論的電子を導き、その端板がレーザー光を反射する。電子が反射レーザーと正面衝突することで、逆コンプトン散乱により多数のMeVガンマ光子が生成される。その結果、5×10^22 W cm^−2のレーザーパルスを用いることで、出力が最大1.4 PW、レーザーからガンマ線へのエネルギー変換効率が37%の明るいガンマ線放射が得られることが見出された。