The two-stage electron acceleration/heating model (Wu et al 2017 Nucl. Fusion57 016007 and Wu et al 2016 Phys. Plasmas23 123116) is extended to the study of laser magnetized-plasmas interactions at relativistic intensities and in the presence of large-scale preformed plasmas. It is shown that the electron-heating efficiency is a controllable value by the external magnetic fields. Detailed studies indicate that for a right-hand circularly polarized laser, the electron heating efficiency depends on both strength and directions of external magnetic fields. The electron-heating is dramatically enhanced when the external magnetic field is of . When magnetic field is of negative direction, i.e. , it trends to suppress the electron heating. The underlining physics—the dependences of electron-heating on both the strength and directions of the external magnetic fields—is uncovered. With , the electron-heating is explained by the synergetic effects by longitudinal charge separation electric field and the reflected 'envelop-modulated' CP laser. It is indicated that the 'modulation depth' of reflected CP laser is significantly determined by the external magnetic fields, which will in turn influence the efficiency of the electron-heating. While with , a laser front sharpening mechanism is identified at relativistic laser magnetized-plasmas interactions, which is responsible for the dramatical enhancement of electron-heating.
二段階電子加速・加熱モデル(Wuら 2017 Nucl. Fusion 57 016007 および Wuら 2016 Phys. Plasmas 23 123116)を、相対論的強度かつ大規模なプレフォームドプラズマが存在するレーザー磁化プラズマ相互作用の研究へ拡張する。電子加熱効率は外部磁場によって制御可能な値であることが示される。詳細な研究により、右円偏光レーザーの場合、電子加熱効率は外部磁場の強度と方向の両方に依存することが示される。外部磁場が正の方向である場合、電子加熱は劇的に増強される。外部磁場が負の方向、すなわち逆方向である場合、電子加熱は抑制される傾向がある。その根底にある物理機構——外部磁場の強度と方向の両方に対する電子加熱の依存性——が解明される。正の磁場の場合、電子加熱は縦方向の電荷分離電場と反射された「エンベロープ変調」円偏光レーザーとの相乗効果によって説明される。反射された「エンベロープ変調」円偏光レーザーの「変調深度」が外部磁場によって有意に決定され、それが電子加熱効率に影響を与えることが示される。負の磁場の場合、相対論的レーザー磁化プラズマ相互作用においてレーザーフロントのシャープ化機構が同定され、これが電子加熱の劇的な増強の原因となっている。