Вторичные источники рентгеновского и гамма-излучения

Важным направлением в физике взаимодействия сверхмощного лазерного излучения с веществом является создание вторичных источников мощного излучения рентгеновского и гамма-диапазонов, в том числе аттосекундной длительности.
А. А. Гоносковым и А. В. Коржимановым предложена оригинальная схема генерации гамма-излучения, основанная на взаимодействии отраженного лазерного импульса с пучком электронов, ускоренных этим же импульсом. При распространении в плазме лазерный импульс генерирует пучок бегущих позади импульса электронов. Если в некоторой точке произвести отражение импульса, произойдет его взаимодействие с ускоренными электронами. В результате возможна генерация гамма-фотонов с энергиями в сотни мегаэлектрон-вольт. Яркость такого источника может достигать рекордных значений на уровне 1027 фотон / (с · мм2 · мрад2).
Этой же группой предложена концепция генерации гигантских аттосекундных импульсов при взаимодействии сверхмощного лазерного импульса с поверхностью твердотельной мишени. Разработана аналитическая модель процесса генерации таких импульсов, названная моделью релятивистской электронной пружины и показавшая отличное согласие с результатами численного моделирования. В определенном диапазоне интенсивностей и углов падения оптического импульса отраженный сигнал представляет собой последовательность аттосекундных импульсов, амплитуда которых выше, чем амплитуда падающей волны. При фокусировке петаваттного фемтосекундного оптического импульса на мишень со специальной геометрией поверхности в виде цилиндрического желоба можно обеспечить достижение интенсивности аттосекундного излучения на уровне 1026 Вт/см2.

Концепция достижения экстремальных интенсивностей излучения путем фокусировки
гигантских аттосекундных импульсов: слева — лазерный импульс падает на мишень, имеющую форму желоба,
на поверхности мишени генерируются гигантские аттосекундные импульсы,
когерентно складывающиеся в точке фокуса;
справа — результат численного расчета процесса генерации и фокусировки
гигантских аттосекундных импульсов