Наночастица помогла лазеру быстрее разогнать ионы газа
Чешские физики экспериментально исследовали, что происходит при облучении мощным лазерным импульсом наночастиц, погруженных в атмосферу гелия. Они выяснили, что присутствие наночастицы привносит новый механизм в разгон ионов газа за счет возникновения на ней временных положительных зарядов. Исследование опубликовано в Physical Review A.
Создание мощных лазеров стимулировало прогресс в широком диапазоне дисциплин, начиная от теоретической физики и заканчивая прикладными задачами. В последнем случае интенсивный свет зарекомендовал себя как перспективный инструмент для разгона заряженных частиц. Одним из механизмов, используемых для этого, стал кулоновский взрыв наночастиц. Для его возникновения частицы облучаются коротким импульсом большой энергии. Это приводит к единовременной ионизации содержащихся в ней атомов и их последующий разлет за счет сил кулоновского отталкивания.
При этом в большинстве исследований обычно игнорируется влияние окружения, обычно газа, в котором находится наночастица. Однако, как показывают фотоэлектронные спектры высокого разрешения, в пучках разогнанных ионов может присутствовать значительное число атомов этого газа. Имеет место и обратное влияние: присутствие наночастицы способно повлиять на процессы ионизации атомов окружения и образования плазмы. Поэтому для оптимизации процессов лазерного ускорения эти вопросы должны быть дополнительно изучены.
Группа физиков из Академии наук Чехии под руководством Марии Крикуновой (Maria Krikunova) исследовала процессы, которые происходят при облучении одиночной наночастицы хлорида цезия, помещенной в атмосферу гелия, мощным фемтосекундным импульсом. Авторы фиксировали все ионные продукты, образовавшиеся в результате облучения, однако особое внимание они уделили ионам гелия. Им удалось разобраться в том, как именно присутствие наночастицы влияет