We present a Vlasov, i.e. a kinetic Eulerian simulation study of nonlinear collisionless ion-acoustic shocks and solitons excited by an intense laser interacting with an overdense plasma. The use of the Vlasov code avoids problems with low particle statistics and allows a validation of particle-in-cell results. A simple, original correction to the splitting method for the numerical integration of the Vlasov equation has been implemented in order to ensure the charge conservation in the relativistic regime. We show that the ion distribution is affected by the development of a turbulence driven by the relativistic 'fast' electron bunches generated at the laser-plasma interaction surface. This leads to the onset of ion reflection at the shock front in an initially cold plasma where only soliton solutions without ion reflection are expected to propagate. We give a simple analytical model to describe the onset of the turbulence as a nonlinear coupling of the ion density with the fast electron currents, taking the pulsed nature of the relativistic electron bunches into account.
我々は、強力なレーザーが過密プラズマと相互作用することで励起される非線形無衝突イオン音響衝撃波とソリトンの、Vlasovすなわち運動論的オイラーシミュレーション研究を提示する。Vlasovコードの使用は、低粒子統計の問題を回避し、粒子インセル結果の検証を可能にする。相対論的領域における電荷保存を保証するために、Vlasov方程式の数値積分に対する分割法の単純かつ独創的な修正が実装されている。我々は、レーザー・プラズマ相互作用面で生成される相対論的「高速」電子バンチによって駆動される乱流の発達が、イオン分布に影響を与えることを示す。これは、イオン反射を伴わないソリトン解のみが伝播すると予想される初期冷プラズマ中での、衝撃波前面におけるイオン反射の開始につながる。我々は、相対論的電子バンチのパルス性を考慮に入れつつ、イオン密度と高速電子電流の非線形結合としての乱流の開始を記述する単純な解析モデルを与える。