| Title: | Electron-positron pairs and radioactive nuclei production by irradiation of high-Z target with γ-photon flash generated by an ultra-intense laser in the λ3 regime |
| Other Titles: | Produkce elektron-pozitronových párů a radioaktivních jader ozařováním terče s vysokým protonovým číslem zábleskem γ fotonů generovaných ultraintenzivním laserem v režimu λ3 |
| Authors: | Kolenatý, David Hadjisolomou, Prokopis Versaci, Roberto Jeong, Tae Moon Valenta, Petr Olšovcová, Veronika Bulanov, Sergei Vladimirovich |
| Citation: | KOLENATÝ, D. HADJISOLOMOU, P. VERSACI, R. JEONG, TM. VALENTA, P. OLŠOVCOVÁ, V. BULANOV, SV. Electron-positron pairs and radioactive nuclei production by irradiation of high-Z target with γ-photon flash generated by an ultra-intense laser in the λ3 regime. Physical Review Research, 2022, roč. 4, č. 2, s. "023124-1" - "023124-10". ISSN: 2643-1564 |
| Issue Date: | 2022 |
| Publisher: | American Physical Society |
| Document type: | článek article |
| URI: | 2-s2.0-85131885849 http://hdl.handle.net/11025/50626 |
| ISSN: | 2643-1564 |
| Keywords: | Ultraintenzivní laser;γ-fotonový záblesk;simulace Monte Carlo;elektron-pozitronové páry;fotojaderné interakce |
| Keywords in different language: | ultra-intense laser;γ-photon flash;Monte Carlo simulation;electron-positron pairs;photonuclear interactions |
| Abstract: | Tato práce studuje interakci laserem generovaných γ fotonů a vysokoenergetických nabitých částic s terči s vysokým protonovým číslem prostřednictvím simulací Monte Carlo. Interagující částice jsou převzaty z Particle in Cell simulace ultraintenzivního laserového pulsu úzce zaostřeného na titanový terč. Olovo je vybráno jako materiál sekundárního terče s vysokým protonovým číslem kvůli vysokému účinnému průřezu obří dipólové rezonance (z angl. Giant Dipole Resonance) a produkci elektron-pozitronového páru pomocí γ fotonů. Výsledky odhalují ultrakrátkou, ultrarelativistickou kolimovanou populaci pozitronů a jsou vypočítány a graficky znázorněny jejich energetická spektra, úhlová rozdělení a časové profily. Zkoumáme závislost výsledného celkového počtu a celkové kinetické energie různých druhů částic emitovaných z olověného terče ozářeného laserem generovanými γ fotony a nabitými částicemi zvlášť na tloušťce terče. Graficky interpretujeme množství zbytkových nuklidů s vysokým protonovým číslem, které vznikají při ozařování olověného terče. Vzhledem ke krátké době trvání pulzu by zdroje γ fotonů, elektron-pozitronových párů a neutronů mohly najít uplatnění v materiálových vědách, jaderné fyzice, laboratorní astrofyzice a jako injektory v laserových urychlovačích nabitých částic. |
| Abstract in different language: | This paper studies the interaction of laser-driven γ photons and high-energy charged particles with high-Z targets through Monte Carlo simulations. The interacting particles are taken from particle-in-cell simulations of the interaction of a tightly focused ultra-intense laser pulse with a titanium target. Lead is chosen as the secondary high-Z target because of its high cross-section of the giant dipole resonance and electron-positron pair production. The results reveal an ultra-short, ultra-relativistic collimated positron population, and their energy spectra, angular distribution, and temporal profile are found. We investigate the target thickness dependence of the resulting total numbers and total kinetic energies of various particle species emitted from the lead target irradiated with laser-generated γ photons and charged particles separately. We plot the charts of residual high-Z nuclides generated by irradiation of the lead target. Because of the short pulse duration, the γ photon, electron-positron, and neutron sources could find applications in material science, nuclear physics, laboratory astrophysics, and as injectors in laser-based accelerators of charged particles. |
| Rights: | © authors |
| Appears in Collections: | Konferenční příspěvky / Conference papers (NTIS) OBD |
Files in This Item:
| File | Size | Format | |
|---|---|---|---|
| OBD22_Kolenaty_clanek.pdf | 2,48 MB | Adobe PDF | View/Open |
Please use this identifier to cite or link to this item:
http://hdl.handle.net/11025/50626Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.