Fast electron transport in matter is a key issue for assessing the feasibility of fast ignition; however several important points are not clear yet. Therefore we realized an experiment with ultra-intense lasers (⩽ 6 1019 W cm−2) studying transport in metallic (Al) and insulating (CH) foil targets. The dynamics of fast electron propagation versus target thickness was investigated by optical self-emission from targets rear side. In Al targets we distinguished two-components in the fast electron population: moderately relativistic electrons and a highly collimated micro-bunched relativistic tail. A large ohmic heating at the rear of the thinner targets was observed due to the background return current. In CH, optical emission is mainly due to the Cherenkov effect and is much larger than in Al. We also observed that in insulators the fast-electron beam undergoes strong filamentation and the number of filaments increases with thickness. This behaviour was attributed to an ionization front instability.
物質中での高速電子輸送は、高速点火の実現可能性を評価する上で重要な課題であるが、いくつかの重要な点はまだ明らかになっていない。そこで我々は、超高強度レーザー（⩽ 6 × 10¹⁹ W cm⁻²）を用いた実験を行い、金属（Al）および絶縁体（CH）フォイルターゲット中の輸送を研究した。高速電子伝播のダイナミクスは、ターゲット裏面からの光学自発光によって調査された。Alターゲットでは、高速電子集団の中に2つの成分が区別された：中程度の相対論的電子と、高度にコリメートされたマイクロバンチ構造を持つ相対論的テールである。より薄いターゲットの裏面では、背景リターン電流による大きなオーミック加熱が観測された。CHでは、光学発光は主にチェレンコフ効果によるものであり、Alよりもはるかに大きい。また、絶縁体中では高速電子ビームが強いフィラメンテーションを受け、フィラメントの数は厚さとともに増加することが観測された。この挙動は、電離 front 不安定性に起因するものと考えられた。