This paper investigates the interaction of high intensity, circularly polarized, short laser pulses with heavy cluster plasma through analytical modeling and numerical simulations. The optimal parameters were found for the generation of several GigaGs quasi-stationary magnetic field by using the upgraded analytical model and detailed 3D PIC simulations. It is confirmed that a field of such strength slows down the thermal expansion of the cluster core in the direction transverse to the laser beam axis, which can be used in nuclear physics. The generated inward shocks produce ion core compression, which is relevant to nuclear fusion. The electrostatic interaction between the rotating laser field, electrons and ions leads to an ion spiral density distribution in the cluster's transversal plane, which is absent in a cluster irradiated by linearly polarized pulses with the same parameters.
本論文では、解析的モデリングと数値シミュレーションを通じて、高強度・円偏光・短パルスレーザーと重クラスタープラズマの相互作用を調査する。改良された解析モデルと詳細な3D PICシミュレーションを用いることにより、数GigaGsの準定常磁場を生成するための最適パラメータが見出された。そのような強度の磁場は、レーザービーム軸に垂直な方向におけるクラスターコアの熱膨張を遅くすることが確認され、これは原子核物理学において使用され得る。生成された内向き衝撃波はイオンコアの圧縮を引き起こし、これは核融合に関連する。回転するレーザー場、電子、イオン間の静電相互作用は、クラスターの横断面におけるイオンのらせん密度分布をもたらすが、これは同じパラメータを持つ直線偏光パルスによって照射されたクラスターでは存在しない。