Attosecond electromagnetic pulse generation due to the interaction of a relativistic soliton with a breaking-wake plasma wave

Physical Review E - Statistical, Nonlinear, and Soft Matter Physics

Volumn 71, Issue 3, 2005, Pages

  Isanin, A V ^a   Bulanov, S S ^b   Kamenets, F F ^a   Pegoraro, F ^c  

^a MOSCOW INSTITUTE OF PHYSICS AND TECHNOLOGY   (Russian Federation)

^b INSTITUTE FOR THEORETICAL AND EXPERIMENTAL PHYSICS   (Russian Federation)

^c UNIVERSITY OF PISA   (Italy)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

CARRIER FREQUENCY; LASER LIGHT; LASER-PLASMA INTERACTION; PARTICLE-IN-CELL (PIC);

CARRIER CONCENTRATION; ELECTRIC FIELD EFFECTS; ELECTRODYNAMICS; ELECTROMAGNETIC PULSE; LASER PULSES; MATHEMATICAL MODELS; PLASMA DENSITY; QUANTUM THEORY; SOLITONS; WAVE PROPAGATION;

PLASMA WAVES;

EID: 37649026561     PISSN: 15393755     EISSN: 15502376     Source Type: Journal    
DOI: 10.1103/PhysRevE.71.036404     Document Type: Article

References (53)

1. G. A. Mourou, C. P. J. Barty, and M. D. Perry, Phys. Today 51, (1) 22 (1998).
2. S. V. Bulanov et al., in Reviews of Plasma Physics, edited by V. D. Shafranov (Kluwer Academic/Plenum, New York, 2001), Vol. 22, p. 227.
3. M. Rosenbluth and C. S. Liu, Phys. Rev. Lett. 29, 701 (1972).
4. T. Tajima and J. M. Dawson, Phys. Rev. Lett. 43, 267 (1979).
5. J. I. Gerstein and N. Tzoar, Phys. Rev. Lett. 35, 934 (1975) ; N. L. Tsintsadze and D. D. Tskhakaya, Zh. Eksp. Teor. Fiz. 72, 480 (1977) [Sov. Phys. JETP 45, 252 (1977)]; P. K. Shukla, N. N. Rao, M. Y. Yu, and N. L. Tsintsadze, Phys. Rep. 138, 1 (1986); H. H. Kuehl and C. Y. Zhang, Phys. Rev. E 48, 1316 (1993); Y. S. Dimant, R. N. Sudan, and O. B. Shiryaev, Phys. Plasmas 4, 1489 (1997).
6. J. I. Gerstein and N. Tzoar, Phys. Rev. Lett. 35, 934 (1975) ; N. L. Tsintsadze and D. D. Tskhakaya, Zh. Eksp. Teor. Fiz. 72, 480 (1977) [Sov. Phys. JETP 45, 252 (1977)]; P. K. Shukla, N. N. Rao, M. Y. Yu, and N. L. Tsintsadze, Phys. Rep. 138, 1 (1986); H. H. Kuehl and C. Y. Zhang, Phys. Rev. E 48, 1316 (1993); Y. S. Dimant, R. N. Sudan, and O. B. Shiryaev, Phys. Plasmas 4, 1489 (1997).
7. J. I. Gerstein and N. Tzoar, Phys. Rev. Lett. 35, 934 (1975) ; N. L. Tsintsadze and D. D. Tskhakaya, Zh. Eksp. Teor. Fiz. 72, 480 (1977) [Sov. Phys. JETP 45, 252 (1977)]; P. K. Shukla, N. N. Rao, M. Y. Yu, and N. L. Tsintsadze, Phys. Rep. 138, 1 (1986); H. H. Kuehl and C. Y. Zhang, Phys. Rev. E 48, 1316 (1993); Y. S. Dimant, R. N. Sudan, and O. B. Shiryaev, Phys. Plasmas 4, 1489 (1997).
8. J. I. Gerstein and N. Tzoar, Phys. Rev. Lett. 35, 934 (1975) ; N. L. Tsintsadze and D. D. Tskhakaya, Zh. Eksp. Teor. Fiz. 72, 480 (1977) [Sov. Phys. JETP 45, 252 (1977)]; P. K. Shukla, N. N. Rao, M. Y. Yu, and N. L. Tsintsadze, Phys. Rep. 138, 1 (1986); H. H. Kuehl and C. Y. Zhang, Phys. Rev. E 48, 1316 (1993); Y. S. Dimant, R. N. Sudan, and O. B. Shiryaev, Phys. Plasmas 4, 1489 (1997).
9. J. I. Gerstein and N. Tzoar, Phys. Rev. Lett. 35, 934 (1975) ; N. L. Tsintsadze and D. D. Tskhakaya, Zh. Eksp. Teor. Fiz. 72, 480 (1977) [Sov. Phys. JETP 45, 252 (1977)]; P. K. Shukla, N. N. Rao, M. Y. Yu, and N. L. Tsintsadze, Phys. Rep. 138, 1 (1986); H. H. Kuehl and C. Y. Zhang, Phys. Rev. E 48, 1316 (1993); Y. S. Dimant, R. N. Sudan, and O. B. Shiryaev, Phys. Plasmas 4, 1489 (1997).
10. J. I. Gerstein and N. Tzoar, Phys. Rev. Lett. 35, 934 (1975) ; N. L. Tsintsadze and D. D. Tskhakaya, Zh. Eksp. Teor. Fiz. 72, 480 (1977) [Sov. Phys. JETP 45, 252 (1977)]; P. K. Shukla, N. N. Rao, M. Y. Yu, and N. L. Tsintsadze, Phys. Rep. 138, 1 (1986); H. H. Kuehl and C. Y. Zhang, Phys. Rev. E 48, 1316 (1993); Y. S. Dimant, R. N. Sudan, and O. B. Shiryaev, Phys. Plasmas 4, 1489 (1997).
11. J. H. Marburger and R. F. Tooper, Phys. Rev. Lett. 35, 1001 (1975); C. S. Lai, ibid. 36, 966 (1976); T. Zh. Esirkepov, F. F. Kamenets, S. V. Bulanov, and N. M. Naumova, Pis'ma Zh. Eksp. Teor. Fiz. 68, 33 (1998) [JETP Lett. 68, 36 (1998)].
12. J. H. Marburger and R. F. Tooper, Phys. Rev. Lett. 35, 1001 (1975); C. S. Lai, ibid. 36, 966 (1976); T. Zh. Esirkepov, F. F. Kamenets, S. V. Bulanov, and N. M. Naumova, Pis'ma Zh. Eksp. Teor. Fiz. 68, 33 (1998) [JETP Lett. 68, 36 (1998)].
13. J. H. Marburger and R. F. Tooper, Phys. Rev. Lett. 35, 1001 (1975); C. S. Lai, ibid. 36, 966 (1976); T. Zh. Esirkepov, F. F. Kamenets, S. V. Bulanov, and N. M. Naumova, Pis'ma Zh. Eksp. Teor. Fiz. 68, 33 (1998) [JETP Lett. 68, 36 (1998)].
14. J. H. Marburger and R. F. Tooper, Phys. Rev. Lett. 35, 1001 (1975); C. S. Lai, ibid. 36, 966 (1976); T. Zh. Esirkepov, F. F. Kamenets, S. V. Bulanov, and N. M. Naumova, Pis'ma Zh. Eksp. Teor. Fiz. 68, 33 (1998) [JETP Lett. 68, 36 (1998)].
15. V. A. Kozlov, A. G. Litvak, and E. V. Suvorov, Zh. Eksp. Teor. Fiz. 76, 148 (1979) [Sov. Phys. JETP 49, 75 (1979)]; D. Farina, M. Lontano, and S. V. Bulanov, Phys. Rev. E 62, 4146 (2000); D. Farina and S. V. Bulanov, Phys. Rev. Lett. 86, 5289 (2001); S. Poornakala, A. Das, A. Sen, and P. K. Kaw, Phys. Plasmas 9, 1820 (2002); S. Poornakala, A. Das, P. K. Kaw, A. Sen, Z. M. Sheng, Y. Sentoku, K. Mima, and K. Nishikawa, ibid. 9, 3802 (2002); M. Lontano, M. Passoni, and S. V. Bulanov, ibid. 10, 639 (2003).
16. V. A. Kozlov, A. G. Litvak, and E. V. Suvorov, Zh. Eksp. Teor. Fiz. 76, 148 (1979) [Sov. Phys. JETP 49, 75 (1979)]; D. Farina, M. Lontano, and S. V. Bulanov, Phys. Rev. E 62, 4146 (2000); D. Farina and S. V. Bulanov, Phys. Rev. Lett. 86, 5289 (2001); S. Poornakala, A. Das, A. Sen, and P. K. Kaw, Phys. Plasmas 9, 1820 (2002); S. Poornakala, A. Das, P. K. Kaw, A. Sen, Z. M. Sheng, Y. Sentoku, K. Mima, and K. Nishikawa, ibid. 9, 3802 (2002); M. Lontano, M. Passoni, and S. V. Bulanov, ibid. 10, 639 (2003).
17. V. A. Kozlov, A. G. Litvak, and E. V. Suvorov, Zh. Eksp. Teor. Fiz. 76, 148 (1979) [Sov. Phys. JETP 49, 75 (1979)]; D. Farina, M. Lontano, and S. V. Bulanov, Phys. Rev. E 62, 4146 (2000); D. Farina and S. V. Bulanov, Phys. Rev. Lett. 86, 5289 (2001); S. Poornakala, A. Das, A. Sen, and P. K. Kaw, Phys. Plasmas 9, 1820 (2002); S. Poornakala, A. Das, P. K. Kaw, A. Sen, Z. M. Sheng, Y. Sentoku, K. Mima, and K. Nishikawa, ibid. 9, 3802 (2002); M. Lontano, M. Passoni, and S. V. Bulanov, ibid. 10, 639 (2003).
18. V. A. Kozlov, A. G. Litvak, and E. V. Suvorov, Zh. Eksp. Teor. Fiz. 76, 148 (1979) [Sov. Phys. JETP 49, 75 (1979)]; D. Farina, M. Lontano, and S. V. Bulanov, Phys. Rev. E 62, 4146 (2000); D. Farina and S. V. Bulanov, Phys. Rev. Lett. 86, 5289 (2001); S. Poornakala, A. Das, A. Sen, and P. K. Kaw, Phys. Plasmas 9, 1820 (2002); S. Poornakala, A. Das, P. K. Kaw, A. Sen, Z. M. Sheng, Y. Sentoku, K. Mima, and K. Nishikawa, ibid. 9, 3802 (2002); M. Lontano, M. Passoni, and S. V. Bulanov, ibid. 10, 639 (2003).
19. V. A. Kozlov, A. G. Litvak, and E. V. Suvorov, Zh. Eksp. Teor. Fiz. 76, 148 (1979) [Sov. Phys. JETP 49, 75 (1979)]; D. Farina, M. Lontano, and S. V. Bulanov, Phys. Rev. E 62, 4146 (2000); D. Farina and S. V. Bulanov, Phys. Rev. Lett. 86, 5289 (2001); S. Poornakala, A. Das, A. Sen, and P. K. Kaw, Phys. Plasmas 9, 1820 (2002); S. Poornakala, A. Das, P. K. Kaw, A. Sen, Z. M. Sheng, Y. Sentoku, K. Mima, and K. Nishikawa, ibid. 9, 3802 (2002); M. Lontano, M. Passoni, and S. V. Bulanov, ibid. 10, 639 (2003).
20. V. A. Kozlov, A. G. Litvak, and E. V. Suvorov, Zh. Eksp. Teor. Fiz. 76, 148 (1979) [Sov. Phys. JETP 49, 75 (1979)]; D. Farina, M. Lontano, and S. V. Bulanov, Phys. Rev. E 62, 4146 (2000); D. Farina and S. V. Bulanov, Phys. Rev. Lett. 86, 5289 (2001); S. Poornakala, A. Das, A. Sen, and P. K. Kaw, Phys. Plasmas 9, 1820 (2002); S. Poornakala, A. Das, P. K. Kaw, A. Sen, Z. M. Sheng, Y. Sentoku, K. Mima, and K. Nishikawa, ibid. 9, 3802 (2002); M. Lontano, M. Passoni, and S. V. Bulanov, ibid. 10, 639 (2003).
21. V. A. Kozlov, A. G. Litvak, and E. V. Suvorov, Zh. Eksp. Teor. Fiz. 76, 148 (1979) [Sov. Phys. JETP 49, 75 (1979)]; D. Farina, M. Lontano, and S. V. Bulanov, Phys. Rev. E 62, 4146 (2000); D. Farina and S. V. Bulanov, Phys. Rev. Lett. 86, 5289 (2001); S. Poornakala, A. Das, A. Sen, and P. K. Kaw, Phys. Plasmas 9, 1820 (2002); S. Poornakala, A. Das, P. K. Kaw, A. Sen, Z. M. Sheng, Y. Sentoku, K. Mima, and K. Nishikawa, ibid. 9, 3802 (2002); M. Lontano, M. Passoni, and S. V. Bulanov, ibid. 10, 639 (2003).
22. S. V. Bulanov, I. N. Inovenkov, V. I. Kirsanov, N. M. Naumova, and A. S. Sakharov, Phys. Fluids B 4, 1935 (1992); S. V. Bulanov, T. Zh. Esirkepov, N. M. Naumova, F. Pegoraro, and V. A. Vshivkov, Phys. Rev. Lett. 82, 3440 (1999); K. Mima, M. S. Jovanovic, Y. Sentoku, Z.-M. Sheng, M. M. Skoric, and T. Sato, Phys. Plasmas 8, 2349 (2001); T. Zh. Esirkepov, K. Nishihara, S. V. Bulanov, and F. Pegoraro, Phys. Rev. Lett. 89, 275002 (2002).
23. S. V. Bulanov, I. N. Inovenkov, V. I. Kirsanov, N. M. Naumova, and A. S. Sakharov, Phys. Fluids B 4, 1935 (1992); S. V. Bulanov, T. Zh. Esirkepov, N. M. Naumova, F. Pegoraro, and V. A. Vshivkov, Phys. Rev. Lett. 82, 3440 (1999); K. Mima, M. S. Jovanovic, Y. Sentoku, Z.-M. Sheng, M. M. Skoric, and T. Sato, Phys. Plasmas 8, 2349 (2001); T. Zh. Esirkepov, K. Nishihara, S. V. Bulanov, and F. Pegoraro, Phys. Rev. Lett. 89, 275002 (2002).
24. S. V. Bulanov, I. N. Inovenkov, V. I. Kirsanov, N. M. Naumova, and A. S. Sakharov, Phys. Fluids B 4, 1935 (1992); S. V. Bulanov, T. Zh. Esirkepov, N. M. Naumova, F. Pegoraro, and V. A. Vshivkov, Phys. Rev. Lett. 82, 3440 (1999); K. Mima, M. S. Jovanovic, Y. Sentoku, Z.-M. Sheng, M. M. Skoric, and T. Sato, Phys. Plasmas 8, 2349 (2001); T. Zh. Esirkepov, K. Nishihara, S. V. Bulanov, and F. Pegoraro, Phys. Rev. Lett. 89, 275002 (2002).
25. S. V. Bulanov, I. N. Inovenkov, V. I. Kirsanov, N. M. Naumova, and A. S. Sakharov, Phys. Fluids B 4, 1935 (1992); S. V. Bulanov, T. Zh. Esirkepov, N. M. Naumova, F. Pegoraro, and V. A. Vshivkov, Phys. Rev. Lett. 82, 3440 (1999); K. Mima, M. S. Jovanovic, Y. Sentoku, Z.-M. Sheng, M. M. Skoric, and T. Sato, Phys. Plasmas 8, 2349 (2001); T. Zh. Esirkepov, K. Nishihara, S. V. Bulanov, and F. Pegoraro, Phys. Rev. Lett. 89, 275002 (2002).
26. K. Nakajima et al., Phys. Rev. Lett. 74, 4428 (1995); A. Modena et al., Nature (London) 337, 606 (1995); D. Umstadter et al., Science 273, 472 (1996).
27. K. Nakajima et al., Phys. Rev. Lett. 74, 4428 (1995); A. Modena et al., Nature (London) 337, 606 (1995); D. Umstadter et al., Science 273, 472 (1996).
28. K. Nakajima et al., Phys. Rev. Lett. 74, 4428 (1995); A. Modena et al., Nature (London) 337, 606 (1995); D. Umstadter et al., Science 273, 472 (1996).
29. V. Malka, S. Fritzler, E. Lefebvre, M. M. Aleonard, F. Burgy, J. P. Chambaret, J. F. Chemin, K. Krushelnick, G. Malka, S. P. D. Mangles, Z. Najmudin, M. Pittman, J. P. Rousseau, J. N. Scheurer, B. Wallon, and A. E. Danger, Science 298, 1596 (2002).
30. S. C. Wilks et al., Phys. Rev. Lett. 62, 2600 (1989); C. W. Siders et al., ibid. 76, 3570 (1996); T. Mendonca, Theory of Photon Acceleration (Institute of Physics Publishing, Bristol, 2001).
31. S. C. Wilks et al., Phys. Rev. Lett. 62, 2600 (1989); C. W. Siders et al., ibid. 76, 3570 (1996); T. Mendonca, Theory of Photon Acceleration (Institute of Physics Publishing, Bristol, 2001).
32. S. C. Wilks et al., Phys. Rev. Lett. 62, 2600 (1989); C. W. Siders et al., ibid. 76, 3570 (1996); T. Mendonca, Theory of Photon Acceleration (Institute of Physics Publishing, Bristol, 2001).
33. S. V. Bulanov, T. Zh. Esirkepov, and T. Tajima, Phys. Rev. Lett. 91, 085001 (2003).
34. W. Heisenberg and H. Z. Euler, Z. Phys. 98, 714 (1936); J. Schwinger, Phys. Rev. 82, 664 (1951).
35. W. Heisenberg and H. Z. Euler, Z. Phys. 98, 714 (1936); J. Schwinger, Phys. Rev. 82, 664 (1951).
36. R. K. Dodd, H. C. Morris, J. C. Eilbeck, and J. D. Gibbon, Soliton and Nonlinear Wave Equations (New York, Academic, New York, 1982).
37. G. B. Whitham, Linear and Nonlinear Waves (Wiley, New York, 1974).
38. A. Zee, Quantum Field Theory in a Nutshell (Princeton University Press, Princeton, NJ, 2003).
39. N. M. Naumova, S. V. Bulanov, T. Zh. Esirkepov, D. Farina, K. Nishihara, F. Pegoraro, H. Ruhl, and A. S. Sakharov, Phys. Rev. Lett. 87, 185004 (2001).
40. M. Borghesi, S. Bulanov, D. H. Campbell, R. J. Clarke, T. Zh. Esirkepov, M. Galimberti, L. A. Gizzi, A. J. MacKinnon, N. M. Naumova, F. Pegoraro, H. Ruhl, A. Schiavi, and O. Willi, Phys. Rev. Lett. 88, 135002 (2002).
41. M. Borghesi, D. H. Campbell, A. Schiavi, M. G. Haines, O. Willi, A. J. MacKinnon, P. Patel, L. A. Gizzi, M. Galimberti, R. J. Clarke, F. Pegoraro, H. Ruhl, and S. Bulanov, Phys. Plasmas 9, 2214 (2002).
42. P. B. Corkum, Phys. Rev. Lett. 71, 1994 (1993); P. Salières et al., Science 292, 902 (2001); L. C. Dinu et al., Phys. Rev. Lett. 91, 063901 (2003); S. A. Aseyev et al., ibid. 91, 223902 (2003).
43. P. B. Corkum, Phys. Rev. Lett. 71, 1994 (1993); P. Salières et al., Science 292, 902 (2001); L. C. Dinu et al., Phys. Rev. Lett. 91, 063901 (2003); S. A. Aseyev et al., ibid. 91, 223902 (2003).
44. P. B. Corkum, Phys. Rev. Lett. 71, 1994 (1993); P. Salières et al., Science 292, 902 (2001); L. C. Dinu et al., Phys. Rev. Lett. 91, 063901 (2003); S. A. Aseyev et al., ibid. 91, 223902 (2003).
45. P. B. Corkum, Phys. Rev. Lett. 71, 1994 (1993); P. Salières et al., Science 292, 902 (2001); L. C. Dinu et al., Phys. Rev. Lett. 91, 063901 (2003); S. A. Aseyev et al., ibid. 91, 223902 (2003).
46. A. I. Akhiezer and R. V. Polovin, Zh. Eksp. Teor. Fiz. 30, 915 (1956) [Sov. Phys. JETP 3, 696 (1956)].
47. A. I. Akhiezer and R. V. Polovin, Zh. Eksp. Teor. Fiz. 30, 915 (1956) [Sov. Phys. JETP 3, 696 (1956)].
48. V. E. Zakharov and A. B. Shabat, Zh. Eksp. Teor. Fiz. 61, 118 (1971) [Sov. Phys. JETP 34, 62 (1972)].
49. V. E. Zakharov and A. B. Shabat, Zh. Eksp. Teor. Fiz. 61, 118 (1971) [Sov. Phys. JETP 34, 62 (1972)].
50. A. Einstein, Ann. Phys. 17, 891 (1905).
51. W. Pauli, Theory of Relativity (Dover, New York, 1981).
52. N. B. Narozhny, S. S. Bulanov, V. D. Mur, and V. S. Popov, Phys. Lett. A 330, 1 (2004).
53. S. Bulanov, N. Naumova, F. Pegoraro, and J. Sakai, Phys. Rev. E 58, 5257 (1998).