In this paper we analyze the production of high energy synchrotron gamma photons in laser-plasma interaction for a laser intensity in 1022– and a near-critical density target using two dimensional particle-in-cell simulations. In the optimum configuration to maximize the conversion efficiency of the laser energy to γ-photons, we studied the production of electron–positron pairs by the linear Breit–Wheeler process in the collision of two identical γ-photon beams using a dedicated photon-photon collision simulation code. A maximum laser energy conversion coefficient of in high energy photons was obtained and a photon beam intensity, with energies above , of at distance from the initial position of the target (for the highest laser intensity considered). We show that the optimum case to detect the linear Breit–Wheeler pairs corresponds to a laser intensity of . Our results can be used for the preparation of experimental campaigns for the detection of linear Breit–Wheeler pairs at the Apollon and ELI laser facilities.
本論文では、レーザー強度が10²²–、および臨界密度に近いターゲットを用いたレーザー・プラズマ相互作用における高エネルギーシンクロトロンγ光子の生成を、二次元粒子インセルシミュレーションを用いて解析する。レーザーエネルギーからγ光子への変換効率を最大化する最適配置において、専用の光子・光子衝突シミュレーションコードを用いて、2つの同一のγ光子ビームの衝突による線形ブライト・ウィーラー過程での電子・陽電子対生成を研究した。高エネルギー光子へのレーザーエネルギー変換係数の最大値が得られ、エネルギーが–を超える光子ビーム強度は、ターゲットの初期位置から–の距離において–であった（考慮した最高レーザー強度の場合）。線形ブライト・ウィーラー対を検出するための最適なケースは、レーザー強度–に対応することを示す。本研究の結果は、ApollonおよびELIレーザー施設における線形ブライト・ウィーラー対検出のための実験キャンペーンの準備に利用できる。