AbstractRelativistic binary collision effects on intense laser–plasma interactions were investigated by the Monte Carlo Coulomb model into a particle simulation code. Our collision model is fully relativistic and collision frequencies are calculated in the framework of quantum electrodynamics (QED). As benchmark tests, we simulated the following two cases. The first one is for the electron heat transport in a steep temperature gradient and the second is for the electron energy distribution function of plasmas heated by the inverse bremsstrahulung. The results of the simulations agree well with previous works. The surface plasma heating and fast ion generation have also been investigated for a solid target interaction with an intense laser beam. The collisional effects are very important even in the intensity range of 1018–1019 W/cm2.
相対論的2体衝突効果が強いレーザー・プラズマ相互作用に及ぼす影響を、粒子シミュレーションコードにモンテカルロ・クーロンモデルを組み込むことによって調べた。我々の衝突モデルは完全に相対論的であり、衝突頻度は量子電磁力学（QED）の枠組みで計算される。ベンチマークテストとして、以下の2つのケースをシミュレーションした。1つ目は急峻な温度勾配における電子の熱輸送であり、2つ目は逆制動放射によって加熱されたプラズマの電子エネルギー分布関数である。シミュレーションの結果は以前の研究とよく一致した。固体ターゲットと強力レーザービームとの相互作用についても、表面プラズマ加熱と高速イオン生成を調べた。衝突効果は1018–1019 W/cm2の強度範囲においても非常に重要である。