Enhanced Energy, Conversion Efficiency and Collimation of Protons Driven by High-Contrast and Ultrashort Laser Pulses
Notice bibliographique
Résumé
Progress in laser-driven proton acceleration requires increasing the proton maximum energy and laser-to-proton conversion efficiency while reducing the divergence of the proton beam. However, achieving all these qualities simultaneously has proven challenging experimentally, with the increase in beam energy often coming at the cost of beam quality. Numerical simulations suggest that coupling multi-PW laser pulses with ultrathin foils could offer a route for such simultaneous improvement. Yet, experimental investigations have been limited by the scarcity of such lasers and the need for very stringent temporal contrast conditions to prevent premature target expansion before the pulse maximum. Here, combining the newly commissioned Apollon laser facility that delivers high-power ultrashort (∼24fs) pulses with a double plasma mirror scheme to enhance its temporal contrast, we demonstrate the generation of up to 35 MeV protons with only 5 J of laser energy. This approach also achieves improved laser-to-proton energy conversion efficiency, reduced beam divergence, and optimized spatial beam profile. Therefore, despite the laser energy losses induced by the plasma mirror, the proton beams produced by this method are enhanced on all accounts compared to those obtained under standard conditions. Particle-in-cell simulations reveal that this improvement mainly results from a better space–time synchronization of the maximum of the accelerating charge-separation field with the proton bunch.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».