Создан источник мульти-МэВных гамма-фотонов с рекордной пиковой яркостью
Ещё один рекорд побит лазерами сверхвысокой пиковой мощности. На этот раз в области создания источников высокоэнергичных гамма-фотонов. На основе лазера Astra Gemini, расположенного в Резерфордовской лаборатории, продемонстрирована генерация гамма-излучения в диапазоне от 6 до 16–18 МэВ с рекордной яркостью, превышающей 1020 фотонов в секунду на квадратный миллиметр в квадратный миллирадиан на 0,1% ширины спектра (это такая стандартная единица измерения для синхротронных источников излучения).
Для генерации гамма-излучения была использована довольно сложная технически, но относительно простая концептуально схема с двумя лазерными импульсами. Один импульс ускорял электроны до энергии порядка 500 МэВ, а второй рассеивался на этих электронах. В результате обратного комптоновского эффекта энергия рассеянных фотонов оказывалась в области нескольких МэВ.
Главной особенностью процесса рассеяния был его нелинейный характер. То есть одновременно на электроне рассеивался не один фотон, а несколько, что пропорционально увеличивает энергию генерируемых гамма-фотонов. Ранее была всего одна работа, в которой наблюдалось нелинейное комптоновское рассеяние. Её отличие, правда, заключалось в том, что для ускорения электронов и рассеяния использовался один и тот же лазерный импульс (который после завершения ускорения просто отражался назад на ускоренный им же электронный пучок). Интересно, что эта схема впервые, видимо, была предложена теоретически в нашей работе, опубликованный в Успехах физических наук, но поскольку это обзор, а выпустить отдельную статью по этому поводу руки у нас так и не дошли, об этом мало кто знает.
Эта статья изначально была опубликована в моём блоге в ЖЖ.
