Diagnostik an laserinduzierten Plasmen mittels Kurzzeitinterferometrie und Shadowgraphie (Thema aktualisiert)

• Antragstellerin: Privatdozentin Dr. Nadeshda Vogel
• Fachliche Zuordnung: Optik, Quantenoptik und Physik der Atome, Moleküle und Plasmen
• Förderung: Förderung von 2000 bis 2003
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 5240521

Gegenstand des beantragten Projektes ist die Weiterentwicklung und Anwendung von Kurzzeitinterferometrie, Faraday-Rotation und zeitaufgelöster Röntgenemissionsspektroskopie für die Untersuchung der Wechselwirkung intensiver Laserstrahlung (Intensitäten größer 1016 W/cm²) mit dichten Plasmen sowie der Kanalisierung intensiver Laserstrahlung in laserinduzierten Entladungen in Gasatmosphäre und im Vakuum. Der Prozess der Selbstkanalisierung intensiver Laserpulse, die Entstehung selbstgenerierter Magnetfelder in der Nähe metallischer Targets im Vakuum und im Gasjet sowie die Bildung von Mikropinch-Strukturen in laserinduzierten Plasmen im starken elektrischen Feld im Vakuum und in Gasatmosphäre werden durch eine Kombination von Absorptionsfotografie, Kurzzeitferometrie, Faraday-Rotationsmessungen mit hoher räumlicher (kleiner als 1 µm) und zeitlicher (ps-Bereich) Auflösung untersucht. Die Verwendung zeitaufgelöster Röntgenemissionsspektroskopie (ps-Bereich) zur Diagnostik der erzeugten Plasmen soll Aussagen über den Ionisationszustand in Mikropinchstrukturen als auch den Nachweis der Erzeugung hochenergetischer Röntgenstrahlung durch Teilchenbeschleunigung in Plasmakanälen erbringen. Die Experimente haben grundlegenden Charakter bezüglich der vorgeschlagenen Hypothese über die Bildung stark gerichteter hochenergetischer Elektronenstrahlen und Plasmajets in einer Reihe von astrophysikalischen Objekten (Quasar, Pulsar), die mit Hilfe von kürzlich vorgestellten Computersimulationen vorausgesagt wurden. Außerdem stellen Mikroplasmen, die bei kombinierter Einwirkung von intensiver Laserstrahlung und starken elektrischen und magnetischen Feldern in laserinduzierten Entladungen erzeugt werden, eine vollständig neue Art von Nichtgleichgewichtsplasmen mit extrem hohem Ionisationsgrad dar.Weiterhin soll im Projekt die Möglichkeit genutzt werden, die erzeugten Plasmakanäle analog zum Plasma-Fiber-Accelerator für die Fokussierung von kurzen energetischen Laserpulsen und damit zur Teilchenbeschleunigung zu verwenden.

• DFG-Verfahren: Schwerpunktprogramme
• Teilprojekt zu: SPP 1053: Wechselwirkung intensiver Laserfelder mit Materie
• Internationaler Bezug: Russische Föderation
• Beteiligte Person: Professor Dr. Vladimir A. Skvortsov