Нелинейная динамика электронов в процессе лазерно-плазменного взаимодействия и сопутствующие эффекты (Грант РФФИ 18-32-00406)

В данном проекте планируется произвести комплексное исследование нелинейной динамики электронов в поле высокоитенсивных лазерных импульсов в различных режимах взаимодействия, в том числе при различных плотностях исследуемой мишени и пространственно-временной форме импульса. Представленная тема является одним из актуальных направлений в физике лазерно-плазменных взаимодействиий, теоретические и экспериментальные исследования которого проводятся в ведущих лабораториях по всему миру. В рамках проекта планируется затронуть вопрос сопутствующих эффектов: различных механизмов вторичного излучения и процесса теплопереноса в плазме. Исследования будут производиться при помощи расчетно-теоретического подхода с численным моделированием на основе как метода пробных частиц, так и метода «частица в ячейке». Для учета релятивистских эффектов в процессе поглощения лазерного излучения будет применен аналитический ренорм-групповой подход. На каждом этапе для решения задачи будут применяться новые подходы, отвечающие запросам современной науки, такие как кинетическое моделирование с учетом полного интеграла электрон-электронных и электрон-ионных столкновений Ландау-Фоккера-Планка, моделирование остросфокусированного лазерного импульса внеосевым параболическим зеркалом и др. В качестве ожидаемых результатов выступают разработанные новые как численные, так и аналитические модели лазерно-плазменного взаимодействия. Будет дано теоретическое обоснование нового метода диагностики лазерных импульсов на основе прямого ускорения электронов и нелинейного томсоновского рассеяния, а так же новых схем получения сгустков электронов с рекордным полным зарядом и генерации ими излучения для целей глубокой радиографии.