The localized deposition of the energy of a laser pulse, as it ablates a solid target, introduces high thermal pressure gradients in the plasma. The thermal expansion of this laser-heated plasma into the ambient medium (ionized residual gas) triggers the formation of non-linear structures in the collisionless plasma. Here an electron–proton plasma is modelled with a particle-in-cell simulation to reproduce aspects of this plasma expansion. A jump is introduced in the thermal pressure of the plasma, across which the otherwise spatially uniform temperature and density change by a factor of 100. The electrons from the hot plasma expand into the cold one and the charge imbalance drags a beam of cold electrons into the hot plasma. This double layer reduces the electron temperature gradient. The presence of the low-pressure plasma modifies the proton dynamics compared with the plasma expansion into a vacuum. The jump in the thermal pressure develops into a primary shock. The fast protons, which move from the hot into the cold plasma in the form of a beam, give rise to the formation of phase space holes in the electron and proton distributions. The proton phase space holes develop into a secondary shock that thermalizes the beam.
レーザーパルスのエネルギーが固体ターゲットをアブレーションする際の局所的な堆積は、プラズマ中に高い熱圧力勾配を導入する。このレーザー加熱されたプラズマの周囲媒質（電離した残留ガス）への熱膨張は、無衝突プラズマ中における非線形構造の形成を誘発する。ここでは、電子-陽子プラズマを粒子インセルシミュレーションでモデル化し、このプラズマ膨張の諸側面を再現する。プラズマの熱圧力に不連続（ジャンプ）が導入され、その不連続を挟んで、それ以外は一様な温度と密度が10倍変化する。高温プラズマからの電子が低温プラズマへと膨張し、電荷の不均衡が低温プラズマからの電子ビームを高温プラズマへと引きずり込む。この二重層が電子温度勾配を減少させる。低圧プラズマの存在は、真空中へのプラズマ膨張と比較して、陽子の動力学を変化させる。熱圧力の不連続は一次衝撃波へと発展する。高温プラズマから低温プラズマへとビームの形で移動する高速陽子は、電子分布および陽子分布における位相空間ホールの形成を引き起こす。陽子の位相空間ホールは、ビームを熱化する二次衝撃波へと発展する。