ЦИЭС - xcels

178
Как видно из полученного выражения она близка к релятивистской критической
плотности.
Более точное определение динамики каскада можно получить с помощью
численного моделирования. Рассмотрим образование электрон-позитронной
плазмы в результате развития электромагнитного каскада, инициированного
одним электроном, находящимся в поле двух сталкивающихся лазерных
импульсов [29]. Лазерные импульсы имеют Гауссову огибающую и
распространяются вдоль оси x. Компоненты лазерного поля в момент времени
t = 0 имеют следующий вид:
2
⎡ y (
2 2
(
2 2
⎤⎡ − x+ x
0)/ σ x x
0)/
E , = exp
x
− − σ
x ⎤
y Bz
a ⎢ix+Ψ− i e ± e
2
σ
⎥⎢ ⎥
(4.2.15)
⎣ r ⎦⎣ ⎦
Здесь напряженности поля нормированы на mcω L / | e | , где ω L –
циклическая частота лазерного импульса. Координаты нормированы на c/ ωL
,
время нормировано на 1/ ωL
. a =| e | E0/(
mcω L ) , где E 0 – амплитуда
электрического поля одного лазерного импульса. 2x 0 – начальное расстояние
между лазерными импульсами, Ψ – фазовый сдвиг, описывающий в том числе и
фокусировку импульсов.
Выберем параметры близкие к параметрам ЦИЭС: энергия каждого из двух
импульсов (состоящего из 6 пучков установки ЦИЭС) 2220 Дж, длительность
импульса 25 фс, размер фокального пятна 2λ ≈ 1.8µ
m . Каскад инициируется
одним электроном расположен в момент t = 0 в точке x = y = 0 с нулевым
начальным импульсом, когда лазерные импульсы приближаются друг к другу ( σ x
– расстояние между центрами импульса при t = 0 ). Развитие каскада в начальный
момент времени t = 0 и на более поздней стадии t = 9λ / c показано на
рисунках 4.37 и 4.38, где представлены: распределение плотности электронов
(распределение плотности позитронов почти совпадает с распределением для
электронов), плотность распределения фотонов и распределение интенсивности
лазерного излучения. Как видно из рисунка 4.38, возникает сгусток сверхплотной
электрон-позитронной плазмы микронного размера.
L