نقش يونيزاسيون ميداني در ساز و كار شتاب‌دهي پروتون از طريق برهم‌كنش پالس شدت بالا در پهناهاي متفاوت

مكانيزم شتاب دهي غلافي پروتون (TNSA) يكي از رايج‌ترين مكانيزم‌هاي شتاب دهي پروتون در چيدمان‌هاي تجربي مي‌باشد. در اين پژوهش با استفاده از شبيه‌سازي‌هاي دو بعدي ذره‌ در سلول (PIC) به مطالعه اثر يونيزاسيون ميداني در برهم كنش پالس ليزر شدت بالا با طول پالس‌هاي مختلف بر روي عملكرد شتاب دهي پروتون پرداخته شده است. براي اين منظور دو هدف جامد (تقريباً خنثي) و نيز پلاسماي كاملاً يونيزه از جنس آلومينيم با ضخامت 5/0 ميكرومتر كه با يك لايه نازك هيدروژن با ضخامت 50 نانومتر جفت شده است در نظر گرفته شده‌اند. نتايج شبيه‌سازي نشان مي‌دهد با ثابت گرفتن انرژي پالس ليزر و براي شدت‌هاي متوسط ليزري (در اين‌جا a0=10 براي پالس با پهناي 25 فمتوثانيه) استفاده از ساختار جامد منجر به افزايش انرژي بيشينه پروتون‌ها حدود 36 درصد نسبت به حالت هدف با ساختار پلاسما مي‌شود. به علاوه اختلاف ايجاد شده در انرژي قطع در دو حالت هدف جامد و پلاسماي ايده‌ آل با افزايش پهناي پالس ليزري كاهش مي‌يابد.