Using direct three-dimensional particle-in-cell (PIC) simulations we study the acceleration of electrons and ions in laser–plasma. The PIC simulations allow us to understand the results of actual experiments better, and to look beyond the presently available technology and model for laser parameters that will be obtained in the nearest future. The code VLPL (Virtual Laser-Plasma Laboratory) has been further developed and now it can model the x-ray emission by relativistic electrons in the synchrotron regime. It appears that the strongly non-linear plasma wave excited by a short laser pulse works as a compact high-brightness source of x-ray radiation. We have also checked the possibility of proton trapping in the non-linear plasma wave and find that this is already possible at intensities around 1022 W cm−2.
直接三次元粒子インセル（PIC）シミュレーションを用いて、レーザープラズマ中の電子とイオンの加速を研究する。PICシミュレーションにより、実際の実験結果をよりよく理解し、現在利用可能な技術を超えて、近い将来に得られるであろうレーザーパラメータをモデル化することができる。コードVLPL（Virtual Laser-Plasma Laboratory）はさらに開発され、現在ではシンクロトロン領域における相対論的電子によるX線放射をモデル化できる。短いレーザーパルスによって励起される強く非線形なプラズマ波が、コンパクトで高輝度のX線放射源として機能することが明らかになった。また、非線形プラズマ波への陽子捕捉の可能性を検証し、これが1022 W cm−2程度の強度で既に可能であることを見出した。