The problem of the 'hole-boring' (HB)-type of radiation pressure acceleration of ions by circularly polarized laser pulses interacting with overdense plasmas is considered in the regime where the dimensionless scaling parameter I/ρc3 becomes large. In this regime a non-relativistic treatment of the 'HB' problem is no longer adequate. A new set of fully relativistic formulae for the mean ion energy and 'HB' velocity is derived and validated against one-dimensional particle-in-cell simulations. It is also found that the finite acceleration time of the ions results in large energy spreads in the accelerated ion beam even under the highly idealized conditions of constant laser intensity and uniform mass density.
過密プラズマと相互作用する円偏光レーザーパルスによるイオンの放射圧加速の「ホールボーリング」(HB)型機構の問題を、無次元スケーリングパラメータI/ρc³が大きくなる領域において考察する。この領域では、HB問題の非相対論的扱いはもはや適切ではない。平均イオンエネルギーとHB速度に対する新しい完全相対論的公式を導出し、一次元粒子シミュレーションとの比較により検証する。また、レーザー強度が一定で質量密度が一様という高度に理想化された条件下であっても、イオンの有限な加速時間が加速イオンビームの大きなエネルギー広がりをもたらすことが見出される。