تاثير ماده هدف بر توليد پرتو گاما و زوج الكترون-پوزيترون در برهمكنش ليزر فوق پرتوان با فلز

The influence of the target’s material on gamma ray and electron-positron pair production in ultra high power laser-metal interaction

در اين پژوهش تاثير نوع ماده هدف در برهم‌كنش ليزر فوق پرتوان از مرتبه چندين پتاوات با اهداف فلزي در توليد پرتو گاما از طريق پراكندگي غير خطي كامپتون و توليد زوج الكترون-پوزيترون، توسط كد ذره در سلول (PIC) EPOCH در دو بعد مورد بررسي قرار گرفته است. شبيه‌سازي‌ها براي فلزات طلا، مس و منيزيوم انجام شده است. نتايج نشان مي‌دهند كه برهم‌كنش ليزر فوق پر شدت W/cm2 1023×4 با اهداف فلزي با چگالي كمتر، منجر به افزايش توليد پرتو گاما و زوج الكترون-حفر‌ه‌ مي‌گردد. همچنين انرژي قطع طيف الكترون‌ها و پرتوهاي گاما براي اهداف فلزي با چگالي كمتر، بيش از اهداف با چگالي بزرگتر است.

The influence of the target’s material on gamma ray production by nonlinear Compton scattering process and electron-positron pair production in ultra high power laser interaction with metallic targets have been investigated using two dimensional particle in cell code, EPOCH. Gold, Copper and Magnesium targets were used in the simulations. The results show that in the interaction of ultra high intense laser, with metallic targets, lower density targets produce higher value of gamma ray and electron-positron pair. Also, the cut of energy of electrons and gamma rays is higher for the lower density targets.