The interaction of energetic ions with partially ionized plasmas is of central relevance in warm dense matter physics and fast-ignition fusion schemes. We present a detailed theoretical study of the energy loss and charge evolution of 0.6MeV u−1 C4+ ions traversing carbon plasmas under the conditions of a recent experimental campaign at the GSI-LIGHT beamline. Plasma hydrodynamic profiles are obtained with Multi2D, projectile charge-state dynamics with cross section model 2, and plasma stopping calculations of free and bound electrons with, respectively, the T-Matrix and PLASTOP models. Non-equilibrium effects result in a distinct temporal evolution of the projectile energy loss compared to equilibrium charge-state models, establishing a quantitative benchmark for interpreting forthcoming projectile-plasma interaction measurements.
高エネルギーイオンと部分電離プラズマとの相互作用は、温かい高密度物質物理学や高速点火核融合スキームにおいて中心的な重要性を持つ。我々は、GSI-LIGHTビームラインにおける最近の実験キャンペーンの条件下で、炭素プラズマを通過する0.6MeV u−1 C4+イオンのエネルギー損失と電荷進化の詳細な理論研究を提示する。プラズマの流体力学プロファイルはMulti2Dを用いて取得され、入射イオンの電荷状態ダイナミクスは断面積モデル2を用いて、自由電子および束縛電子のプラズマ阻止能計算はそれぞれT-MatrixモデルとPLASTOPモデルを用いて行われる。非平衡効果は、平衡電荷状態モデルと比較して、入射イオンのエネルギー損失の明確な時間発展をもたらし、今後の入射イオン-プラズマ相互作用測定を解釈するための定量的ベンチマークを確立する。