Laserové plazma jako zdroj záření a částic

Garant předmětu:

Jaroslav Nejdl

Přednášející:

Jaroslav Nejdl

Cvičící:

Jaroslav Nejdl

Předmět zajišťuje:

katedra fyzikální elektroniky

Anotace:

Cílem přednášky je seznámit studenty s fyzikálními principy interakce intenzivních laserových svazků s hmotou s důrazem na generaci sekundárních zdrojů záření a urychlených částic a vybrané aplikace těchto zdrojů. Po zavedení základních pojmů a popisu elementární interakce vázaného elektronu s nízkofrekvenčním polem jsou probírány mechanizmy generace vysokých harmonických frekvencí a jednotlivých attosekundových pulzů, plazmové rentgenové lasery a záření horkého plazmatu. Další část přednášek pojednává o metodách generace tvrdého rentgenového záření pomocí relativistických elektronových svazků, principech laserového urychlování elektronů a iontů a vybraných mezioborových aplikacích výše zmíněných zdrojů záření a částic.

Požadavky:

Úroveň přednášky předpokládá absolvování základního vysokoškolského kurzu matematiky a fyziky a úvod do fyziky plazmatu.

Osnova přednášek:

1. Způsoby generace a matematický popis intenzivních laserových polí.

2. Interakce atomu s nízkofrekvenčním elektromagnetickým polem

3. Specifika laserového plazmatu

4. Generace vysokých harmonických frekvencí

5. Generace jednotlivých attosekundových impulzů

6. Plazmové rentgenové lasery

7. Záření vysokoteplotního plazmatu

8. Urychlení elektronů na laserem generované plazmové vlně

9. Synchrotronní záření

10. Laserem indukované oscilace relativistických elektronových svazků

11. Metody laserového urychlování iontů

12. Mezioborové aplikace intenzivních laserů a sekundárních zdrojů

záření a částic

Osnova cvičení:

Cíle studia:

Znalosti:

Student se seznámí s fyzikálními principy zdrojů krátkovlnného záření a urychlených částicových svazků generovaných pomocí intenzivních laserových impulzů.

Schopnosti:

Prohloubení schopnosti aplikovat dříve získané teoretické základy matematiky a fyziky v komplexnich úlohách problematiky generace sekundárních zdrojů záření a částic.

Studijní materiály:

Povinná literatura:

N/A

Doporučená literatura:

[1] P. Gibbon: Short Pulse Laser Interactions With Matter: An Introduction, Imperial College Press 2005.

[2] Z. Chang: Fundamentals of Attosecond Optics, CRC Press 2011.

[3] F. Krausz and M. Ivanov, Attosecond physics, Reviews of Modern Physics 81, 2009.

[4] D. Attwood: Soft X-Rays and Extreme Ultraviolet Radiation: Principles and Applications, Cambridge University Press, Cambridge 1999.

[5] P. Jaeglé: Coherent Sources of XUV Radiation: Soft X-Ray Lasers and High-Order Harmonic Generation, Springer-Verlag, Berlin-Heidelberg-New York 2006.

[6] I. H. Hutchinson: Principles of Plasma Diagnostics. Cambridge University Press 2002.

[7] E. Esarey, C. B. Schroeder, and W. P. Leemans, Physics of laser-driven plasma-based electron accelerators, Rev. Mod. Phys. 81, p. 1229 (2009).

[8] E. L. Saldin, E. A. Schneidmiller, M. V. Yurkov: The Physics of Free Electron Lasers, Springer-Verlag, Berlin-Heidelberg-New York 2000.

[9] S. Corde et al., Femtosecond X-rays from Laser-Plasma Accelerators, Rev. Mod. Phys. 85, p. 1 (2013).

[10] H. Daido, M. Nishiuchi, and A. Pirozhkov, Review of laser-driven ion sources and their applications, Rep. Prog. Phys. 75, 056401 (2012).

Poznámka:

volitelný předmět

Rozvrh na zimní semestr 2023/2024:

Rozvrh není připraven

Rozvrh na letní semestr 2023/2024:

Rozvrh není připraven

Předmět je součástí následujících studijních plánů:

• Fyzikální elektronika - Fotonika (volitelný předmět)
• Fyzika plazmatu a termojaderné fúze (volitelný předmět)
• Fyzikální elektronika - Laserová fyzika a technika (volitelný předmět)
• Fyzikální elektronika - Počítačová fyzika (volitelný předmět)