Particle-in-cell simulations suggest that a short cavitated channel in relativistic near-critical density plasma can be readily created by relativistic self-transparency and hole-boring effect. The strong self-generated magnetic fields confine the electrons in the plasma channel. Assisted by the magnetic fields, the electrons resonance with the laser fields at betatron resonance frequency . Consequently, highly energetic electrons with small divergence can be created by the betatron resonance regime. However, preliminary experiment results show higher temperature and larger divergence, compared to our simulation results. We argue that this difference would come from imperfect homogenization of foam target. Thus, the classical betatron resonance heating regime in a large scale of pre-plasma, which is proposed by Pukhov et al (1996 Phys. Rev. Lett.76, 3975–8), would explain the experiment results instead.
粒子インセルシミュレーションは、相対論的近臨界密度プラズマ中の短い空洞化チャネルが、相対論的自已透明化とホールボーリング効果によって容易に生成され得ることを示唆している。強い自己生成磁場は、プラズマチャネル内の電子を閉じ込める。磁場に支援されて、電子はベータトロン共鳴周波数でレーザー場と共鳴する。その結果、ベータトロン共鳴レジームによって、小さな発散角を持つ高エネルギー電子を生成することができる。しかしながら、予備実験の結果は、我々のシミュレーション結果と比較して、より高い温度とより大きな発散角を示している。我々は、この差異はフォームターゲットの不完全な均質化に起因すると主張する。したがって、Pukhovら（1996 Phys. Rev. Lett.76, 3975–8）によって提案された、大規模なプレプラズマ中の古典的ベータトロン共鳴加熱レジームが、代わりに実験結果を説明し得る。