Las interacciones entre intensos pulsos láser y espejos de plasma han sido el foco de varios estudios de física recientes debido a los interesantes efectos que producen. Los experimentos han revelado que estas interacciones pueden generar un proceso físico no lineal conocido como armónicos de alto orden, caracterizado por la emisión de radiación ultravioleta extrema (XUV) y breves destellos de luz láser (es decir, pulsos de attosegundos).
Investigadores de The Extreme Light Infrastructure ERIC en Chequia y la Universidad de Osaka en Japón descubrieron recientemente una transición sorprendente que tiene lugar durante las interacciones entre intensos pulsos láser y espejos de plasma. Esta transición, marcada por una emisión anómala de radiación XUV coherente, se describió en un artículo publicado en Physical Review Letters. .
"Los espejos oscilantes relativistas son un concepto fascinante con un gran potencial para generar pulsos intensos de attosegundos y generar XUV brillantes", dijo a Phys.org Marcel Lamač, uno de los investigadores que llevó a cabo el estudio.
"Estábamos reinvestigando algunas de las suposiciones sostenidas en trabajos anteriores y descubrimos que puede ocurrir una fuerte automodulación durante la intensa interacción láser-espejo, cambiando las propiedades de la radiación ultravioleta extrema (XUV) emitida en la superficie, que luego puede propagarse de manera anómala a lo largo de la superficie. superficie."
El interesante descubrimiento de Lamač y sus colegas se realizó mientras probaban predicciones de trabajos anteriores en este campo. El equipo llevó a cabo varias simulaciones numéricas multidimensionales de partículas en células a resoluciones extremadamente altas, con el objetivo de comprender mejor la interacción entre electrones e iones durante la interacción de plasmas de densidad sólida con láseres intensos.
"Una de las consecuencias más inmediatas de nuestro trabajo es que se debe tener mucho cuidado en la selección del objetivo y el control previo al plasma para evitar la pérdida de coherencia espaciotemporal en los altos armónicos reflejados", afirmó Lamač.
"Dado que hemos descubierto que la emisión modulada por la inestabilidad relativista puede ser más eficiente que los altos armónicos reflejados en el rango XUV, esta emisión también puede considerarse como una fuente XUV potencialmente altamente eficiente, que requeriría un control tan preciso de las condiciones experimentales como para lograr un alto rendimiento de emisiones XUV."
La emisión de radiación XUV que Lamač y sus colegas observaron en sus simulaciones tiene una propiedad única e interesante. En concreto, los investigadores descubrieron que esta radiación coherente se propaga en paralelo a la superficie del espejo de plasma. Otros cálculos vincularon esta emisión anómala con oscilaciones impulsadas por láser de nanoracimos de electrones relativistas que se originan en la inestabilidad de la superficie del plasma.
"Creemos que existe un potencial interesante en el control potencial de esta automodulación del espejo, donde se podría lograr una coherencia mejorada para una generación XUV coherente de banda más estrecha en las etapas iniciales de la inestabilidad de la superficie", añadió Lamač.
Este trabajo reciente de Lamač y sus colaboradores recopiló nuevos conocimientos sobre los procesos físicos que surgen de la interacción entre intensos pulsos láser y espejos de plasma. Los resultados de las simulaciones de los investigadores pronto podrían allanar el camino para más estudios que exploren la emisión anómala que observaron, lo que podría conducir a nuevos descubrimientos interesantes.
Más información: M. Lamač et al, Emisión relativista anómala de espejos de plasma automodulados, Cartas de revisión física (2023). DOI:10.1103/PhysRevLett.131.205001
Información de la revista: Cartas de revisión física
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