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Time-resolved study of holeboring in realistic experimental conditions

Hornung, J. ; Zobus, Y. ; Roeder, S. ; Kleinschmidt, A. ; Bertini, D. ; Zepf, M. ; Bagnoud, V. (2024)
Time-resolved study of holeboring in realistic experimental conditions.
In: Nature Communications, 2021, 12 (1)
doi: 10.26083/tuprints-00023604
Artikel, Zweitveröffentlichung, Verlagsversion

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Kurzbeschreibung (Abstract)

The evolution of dense plasmas prior to the arrival of the peak of the laser irradiation is critical to understanding relativistic laser plasma interactions. The spectral properties of a reflected laser pulse after the interaction with a plasma can be used to gain insights about the interaction itself, whereas the effect of holeboring has a predominant role. Here we developed an analytical model, describing the non-relativistic temporal evolution of the holeboring velocity in the presence of an arbitrary overdense plasma density and laser intensity profile. We verify this using two-dimensional particle-in-cell simulations, showing a major influence on the holeboring dynamic depending on the density profile. The influence on the reflected laser pulse has been verified during an experiment at the PHELIX laser. We show that this enables the possibility to determine the sub-micrometer scale length of the preplasma by measuring the maximum holeboring velocity and acceleration during the laser-plasma interaction.

Typ des Eintrags: Artikel
Erschienen: 2024
Autor(en): Hornung, J. ; Zobus, Y. ; Roeder, S. ; Kleinschmidt, A. ; Bertini, D. ; Zepf, M. ; Bagnoud, V.
Art des Eintrags: Zweitveröffentlichung
Titel: Time-resolved study of holeboring in realistic experimental conditions
Sprache: Englisch
Publikationsjahr: 30 September 2024
Ort: Darmstadt
Publikationsdatum der Erstveröffentlichung: 1 Dezember 2021
Ort der Erstveröffentlichung: London
Verlag: Springer Nature
Titel der Zeitschrift, Zeitung oder Schriftenreihe: Nature Communications
Jahrgang/Volume einer Zeitschrift: 12
(Heft-)Nummer: 1
Kollation: 7 Seiten
DOI: 10.26083/tuprints-00023604
URL / URN: https://tuprints.ulb.tu-darmstadt.de/23604
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Herkunft: Zweitveröffentlichung DeepGreen
Kurzbeschreibung (Abstract):

The evolution of dense plasmas prior to the arrival of the peak of the laser irradiation is critical to understanding relativistic laser plasma interactions. The spectral properties of a reflected laser pulse after the interaction with a plasma can be used to gain insights about the interaction itself, whereas the effect of holeboring has a predominant role. Here we developed an analytical model, describing the non-relativistic temporal evolution of the holeboring velocity in the presence of an arbitrary overdense plasma density and laser intensity profile. We verify this using two-dimensional particle-in-cell simulations, showing a major influence on the holeboring dynamic depending on the density profile. The influence on the reflected laser pulse has been verified during an experiment at the PHELIX laser. We show that this enables the possibility to determine the sub-micrometer scale length of the preplasma by measuring the maximum holeboring velocity and acceleration during the laser-plasma interaction.

Freie Schlagworte: Characterization and analytical techniques, Laser-produced plasmas
ID-Nummer: Artikel-ID: 6999
Status: Verlagsversion
URN: urn:nbn:de:tuda-tuprints-236042
Sachgruppe der Dewey Dezimalklassifikatin (DDC): 500 Naturwissenschaften und Mathematik > 530 Physik
Fachbereich(e)/-gebiet(e): 05 Fachbereich Physik
05 Fachbereich Physik > Institut für Angewandte Physik
05 Fachbereich Physik > Institut für Kernphysik
Hinterlegungsdatum: 30 Sep 2024 08:18
Letzte Änderung: 11 Okt 2024 14:53
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