А. В. Брантов, М. Г. Лобок, В. Ю. Быченков
-
А.В.Брантов, М.Г.Лобок, В.Ю.Быченков.Физический институт им. П.Н.Лебедева РАН, Россия, 119991 Москва, Ленинский просп., 53; Всероссийский научно-исследовательский институт автоматики им. Н.Л.Духова, Россия, 127030 Москва, Сущевская ул., 22; Федеральный исследовательский центр Институт прикладной физики РАН, Россия, 603950 Н.Новгород, ул. Ульянова, 46; e-mail: brantovav@lebedev.ru, bychenkovvy@lebedev.ru, mglobok@me.com
Аннотация: Современные разрабатываемые лазерные установки типа XCELS могут стать хорошим дополнением к традиционным мезонным фабрикам, обеспечивая высокие потоки импульсов элементарных частиц, рождаемых при облучении мишеней-конвертеров пучком электронов или протонов, ускоренным лазерным импульсом. Обоснованием этого служат проведенное численное моделирование генерации сильноточных пучков заряженных частиц при воздействии фемтосекундного лазерного импульса установки XCELS либо на плазму околокритической плотности, либо на более плотную (но все еще низкоплотную) плазму, и последующий расчет выхода мезонов из мишени-конвертера. Такое сквозное моделирование, проведенное с помощью метода частица-в-ячейке (PIC-кодами) и метода Монте-Карло (кодом GEANT4), позволило количественно характеризовать рождение пионов, мезонов, каонов и даже более экзотических элементарных частиц. Так, например, число рождающихся пионов для параметров лазерного импульса установки XCELS предсказывается на уровне порядка 108 частиц за выстрел. Выполнен также расчет выхода быстрых нейтронов, число которых превысило 1011 частиц.
Ключевые слова: лазерное ускорение электронов/ионов, лазерный источник нейтронов, производство пионов, монте-карло-моделирование кодом GEANT4.
Поступила в редакцию: 30.11.2022
Принята в печать: 30.11.2022
Образец цитирования: Брантов А.В., Лобок М.Г., Быченков В.Ю., “Лазерная мезонная фабрика”, Квантовая электроника, 53 (3), 230–235 (2023).
Скачать (.pdf)