We report an experimental investigation of a laser-gas-converter approach for generating high-yield ultrashort MeV positrons. We observe that MeV electrons with a high charge of several tens of nC can be well generated by a , laser interacting with a high-density gas jet. However, it is shown that the propagation of the highly charged electron beam is significantly inhibited because the electrons are reflected by the sheath potential in the density decreasing region of the gas target, thus leading to a low positron yield. Consequently, by using an integrated nozzle-converter design to eliminate the density falling ramp of the gas target such that the electron refluxing is inhibited, we observe a significant enhancement of positron yield (up to a factor of 15), finally reaching a positron yield of . This high-yield ultrashort MeV positron may have great potential toward the simulation of astrophysical pair plasma.
我々は、高収量の超短パルスMeV陽電子を生成するためのレーザー・ガスコンバーター手法に関する実験的調査を報告する。高電荷（数十nC）のMeV電子が、高密度ガスジェットと相互作用するレーザーによって効率的に生成され得ることを観測した。しかしながら、高電荷電子ビームの伝搬は、ガスターダーットの密度減少領域におけるシースポテンシャルによる電子の反射のために著しく阻害され、その結果、陽電子収量が低くなることが示された。そこで、ガスターダーットの密度減少ランプを排除する統合型ノズル・コンバーター設計を用いることで、電子の反射が抑制され、陽電子収量が最大15倍にまで大幅に増強され、最終的に陽電子収量を達成した。この高収量の超短パルスMeV陽電子は、天体物理学的対プラズマのシミュレーションに向けた大きな可能性を秘めている。