High energy negative ion generation by Coulomb implosion mechanism

Physics of Plasmas

Volumn 16, Issue 11, 2009, Pages 113106-

  Nakamura, T ^a   Fukuda, Y ^a   Yogo, A ^a   Tampo, M ^a   Kando, M ^a   Hayashi, Y ^a   Kameshima, T ^a   Pirozhkov, A S ^a   Esirkepov, T Zh ^a   Pikuz, T A ^a,b   Faenov, A Ya ^a,b   Daido, H ^a   Bulanov, S V ^a,c  

^a JAPAN ATOMIC ENERGY AGENCY   (Japan)

^b JOINT INSTITUTE FOR HIGH TEMPERATURES   (Russian Federation)

^c PROKHOROV GENERAL PHYSICS INSTITUTE   (Russian Federation)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

COULOMB EXPLOSION; GAS TARGETS; HIGH ENERGY; HIGH INTENSITY LASER PULSE; INTENSE LASER PULSE; LASER PLASMA; PARTICLE-IN-CELL SIMULATIONS; SELF-FOCUSING; UNDERDENSE PLASMAS;

EXPLOSIONS; HIGH ENERGY PHYSICS; LASER PULSES; LASERS; NEGATIVE IONS; PHOTOLITHOGRAPHY; POSITIVE IONS;

PULSED LASER APPLICATIONS;

EID: 71749120779     PISSN: 1070664X     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1063/1.3263685     Document Type: Article

References (54)

1. G. Mourou, T. Tajima, and S. V. Bulanov, Rev. Mod. Phys. 0034-6861 78, 309 (2006). 10.1103/RevModPhys.78.309 (Pubitemid 43667976)
2. V. Yanovsky, V. Chvykov, G. Kalinchenko, P. Rousseau, T. Planchon, T. Matsuoka, A. Maksimchuk, J. Nees, G. Cheriaux, G. Mourou, and K. Krushelnick, Opt. Express 1094-4087 16, 2109 (2008). 10.1364/OE.16.002109 (Pubitemid 351240052)
3. J. Denavit, Phys. Rev. Lett. 0031-9007 69, 3052 (1992). 10.1103/PhysRevLett.69.3052
4. A. Maksimchuk, S. Gu, K. Flippo, D. Umstadter, and V. Yu. Bychenkov, Phys. Rev. Lett. 0031-9007 84, 4108 (2000). 10.1103/PhysRevLett.84.4108
5. E. L. Clark, K. Krushelnick, M. Zepf, F. N. Beg, M. Tatarakis, A. Machacek, M. I. K. Santala, I. Watts, P. A. Norreys, and A. E. Dangor, Phys. Rev. Lett. 0031-9007 85, 1654 (2000). 10.1103/PhysRevLett.85.1654 (Pubitemid 30912211)
6. R. A. Snavely, M. H. Key, S. P. Hatchett, T. E. Cowan, M. Roth, T. W. Phillips, M. A. Stoyer, E. A. Henry, T. C. Sangster, M. S. Singh, S. C. Wilks, A. Mackinnon, A. Offenberger, D. M. Pennington, K. Yasuike, A. B. Langdon, B. F. Kasinski, J. Johnson, M. D. Perry, and E. M. Campbell, Phys. Rev. Lett. 0031-9007 85, 2945 (2000). 10.1103/PhysRevLett.85.2945 (Pubitemid 30941885)
7. S. P. Hatchett, C. G. Brown, T. E. Cowan, E. A. Henry, J. S. Johnson, M. H. Key, J. A. Koch, A. B. Langdon, B. F. Lasinski, R. W. Lee, A. J. Mackinnon, D. M. Pennington, M. D. Perry, T. W. Phillips, M. Roth, T. C. Sangster, M. S. Singh, R. A. Snavely, M. A. Stoyer, S. C. Wilks, and K. Yasuike, Phys. Plasmas 1070-664X 7, 2076 (2000). 10.1063/1.874030
8. K. Matsukado, T. Esirkepov, K. Kinoshita, H. Daido, T. Utsumi, Z. Li, A. Fukumi, Y. Hayashi, S. Orimo, M. Nishiuchi, S. V. Bulanov, T. Tajima, A. Noda, Y. Iwashita, T. Shirai, T. Takeuchi, S. Nakamura, A. Yamazaki, M. Ikegami, T. Mihara, A. Morita, M. Uesaka, K. Yoshii, T. Watanabe, T. Hosokai, A. Zhidkov, A. Ogata, Y. Wada, and T. Kubota, Phys. Rev. Lett. 0031-9007 91, 215001 (2003). 10.1103/PhysRevLett.91.215001
9. J. Fuchs, P. Antici, E. d'Humières, E. Levebvre, M. Borghesi, E. Brambrink, C. A. Cecchetti, M. Kaluza, V. Malka, M. Manclossi, S. Meyroneinc, P. Mora, J. Schreiber, T. Toncian, H. Pépin, and P. Audebert, Nat. Phys. 1745-2473 2, 48 (2006). 10.1038/nphys199
10. H. Schwoerer, S. Pfotenhauer, O. Jäckel, K. -U. Amthor, B. Liesfeld, W. Ziegler, R. Sauerbrey, K. W. D. Ledingham, and T. Esirkepov, Nature (London) 0028-0836 439, 445 (2006). 10.1038/nature04492 (Pubitemid 43152831)
11. M. Borghesi, J. Fuchs, S. V. Bulanov, A. J. Mackinnon, P. K. Patel, and M. Roth, Fusion Sci. Technol. 1536-1055 49, 412 (2006).
12. L. Willingale, S. P. D. Mangles, P. M. Nilson, R. J. Clarke, A. E. Dangor, M. C. Kaluza, S. Karsch, K. L. Lancaster, W. B. Mori, Z. Najmudin, J. Schreiber, A. G. R. Thomas, W. S. Wei, and K. Krushelnick, Phys. Rev. Lett. 0031-9007 96, 245002 (2006). 10.1103/PhysRevLett.96.245002 (Pubitemid 43938979)
13. A. Yogo, H. Daido, S. V. Bulanov, K. Nemoto, Y. Oishi, T. Nayuki, T. Fujii, K. Ogura, S. Orimo, A. Sagisaka, J. -L. Ma, T. Zh. Esirkepov, M. Mori, M. Nishiuchi, A. S. Pirozhkov, S. Nakamura, A. Noda, H. Nagatomo, T. Kimura, and T. Tajima, Phys. Rev. E 1063-651X 77, 016401 (2008). 10.1103/PhysRevE.77.016401
14. T. Nakamura, K. Mima, S. Ter-Avetisya, M. Schnürer, T. Sokollik, P. V. Nickles, and W. Sandner, Phys. Rev. E 1063-651X 77, 036407 (2008). 10.1103/PhysRevE.77.036407
15. K. V. Safronov, D. A. Vikhlyaev, A. G. Vladimirov, D. S. Gavrilov, S. A. Gorokhov, A. G. Kakshin, E. A. Lykov, E. S. Mokicheva, A. V. Potapov, V. A. Pronin, V. N. Saprykin, P. A. Tolstoukhov, O. V. Chefonov, and M. N. Chizhkov, JETP Lett. 0021-3640 88, 716 (2008).
16. A. A. Gonoskov, A. V. Korzhimanov, V. I. Eremin, A. V. Kim, and A. M. Sargeev, Phys. Rev. Lett. 0031-9007 102, 184801 (2009). 10.1103/PhysRevLett.102. 184801
17. M. Roth, T. E. Cowan, M. H. Key, S. P. Hatchett, C. Brown, W. Fountain, J. Johnson, D. M. Pennington, R. A. Snavely, S. C. Wilks, K. Yasuike, H. Ruhl, F. Pegoraro, S. V. Bulanov, E. M. Campbell, M. D. Perry, and H. Powell, Phys. Rev. Lett. 0031-9007 86, 436 (2001). 10.1103/PhysRevLett.86.436 (Pubitemid 32136476)
18. M. Borghesi, D. H. Campbell, A. Schiavi, M. G. Haines, and O. Willi, Phys. Plasmas 1070-664X 9, 2214 (2002). 10.1063/1.1459457
19. I. Spencer, K. W. D. Ledingham, R. P. Singhal, T. McCanny, P. McKenna, E. L. Clark, K. Krushelnick, M. Zepf, F. N. Beg, M. Tatarakis, A. E. Dangor, P. A. Norreys, R. J. Clarke, R. M. Allott, and I. N. Ross, Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. B 0168-583X 183, 449 (2001). 10.1016/S0168-583X(01)00771-6 (Pubitemid 32903703)
20. S. V. Bulanov and V. S. Khoroshkov, Plasma Phys. Rep. 1063-780X 28, 453 (2002). 10.1134/1.1478534
21. T. Toncian, M. Borghesi, J. Fuchs, E. d'Humières, P. Antici, P. Audebert, E. Brambrink, C. A. Cecchetti, A. Pipahl, L. Ramagnani, and O. Willi, Science 0036-8075 312, 410 (2006). 10.1126/science.1124412
22. T. Inoue, E. Di. Pietro, M. Hanada, R. S. Hemsworth, A. Krylov, V. Kulygin, P. Massmann, P. L. Mondino, Y. Okumura, A. Panasenkov, E. Speth, and K. Watanabe, Fusion Eng. Des. 0920-3796 56-57, 517 (2001). 10.1016/S0920-3796(01) 00339-8
23. L. R. Grisham, Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. A 0168-9002 464, 315 (2001). 10.1016/S0168-9002(01)00054-7 (Pubitemid 32534833)
24. M. P. Stockli, in Proceedings of Linear Accelerator Conference 2006 (unpublished), p. 213.
25. B. M. Smirnov, Negative Ions (McGraw-Hill, New York, 1992).
26. S. Ter-Avetisyan, M. Schnuerer, S. Busch, and P. V. Nickles, J. Phys. B 0953-4075 37, 3633 (2004). 10.1088/0953-4075/37/18/006
27. V. R. Bhardwaj, D. Mathur, and F. A. Rajgara, Phys. Rev. Lett. 0031-9007 80, 3220 (1998). 10.1103/PhysRevLett.80.3220
28. R. V. Volkov, V. M. Gordienko, I. M. Lachko, P. M. Mikheev, B. V. Marin, A. B. Savelev, and O. V. Chutko, JETP Lett. 0021-3640 76, 139 (2002).
29. A. V. Gurevich, L. V. Pariiskaya, and L. P. Pitaevskii, Sov. Phys. JETP 0038-5646 22, 449 (1966).
30. P. Mora, Phys. Rev. Lett. 0031-9007 90, 185002 (2003). 10.1103/PhysRevLett.90.185002
31. M. Passoni and M. Lontano, Phys. Rev. Lett. 0031-9007 101, 115001 (2008). 10.1103/PhysRevLett.101.115001
32. T. Ditmire, J. W. G. Tisch, E. Springate, M. B. Mason, N. Hay, R. A. Smith, J. Marangos, and M. H. R. Hutchinson, Nature (London) 0028-0836 386, 54 (1997). 10.1038/386054a0 (Pubitemid 27130915)
33. G. M. Petrov and J. Davis, Phys. Plasmas 1070-664X 15, 056705 (2008). 10.1063/1.2889017 (Pubitemid 351776775)
34. K. Nishihara, H. Amitani, M. Murakami, S. V. Bulanov, and T. Zh. Esirkepov, Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. A 0168-9002 464, 98 (2001). 10.1016/S0168-9002(01)00014-6 (Pubitemid 32534800)
35. L. O. Silva, M. Marti, J. R. Davies, R. A. Fonseca, C. Ren, F. S. Tsung, and W. B. Mori, Phys. Rev. Lett. 0031-9007 92, 015002 (2004). 10.1103/PhysRevLett.92.015002
36. M. S. Wei, S. P. D. Mangles, Z. Najmudin, B. Walton, A. Gopal, M. Tatarakis, A. E. Dangor, E. L. Clark, R. G. Evans, S. Rritzler, R. J. Clarke, C H. Gomez, D. Neely, W. Mori, M. Tzoufras, and K. Krushelnick, Phys. Rev. Lett. 0031-9007 93, 155003 (2004). 10.1103/PhysRevLett.93.155003
37. T. Zh. Esirkepov, M. Borghesi, S. V. Bulanov, G. Mourou, and T. Tajima, Phys. Rev. Lett. 0031-9007 92, 175003 (2004). 10.1103/PhysRevLett.92.175003
38. F. Pegoraro and S. V. Bulanov, Phys. Rev. Lett. 0031-9007 99, 065002 (2007). 10.1103/PhysRevLett.99.065002 (Pubitemid 47253896)
39. S. Kar, M. Borghesi, S. V. Bulanov, M. H. Key, T. V. Kiseykina, A. Macchi, A. J. Mackinnon, P. K. Patel, L. Romagnani, A. Schiavi, and O. Willi, Phys. Rev. Lett. 0031-9007 100, 225004 (2008). 10.1103/PhysRevLett.100.225004
40. L. Yin, B. J. Albright, B. M. Hegelich, K. J. Bowers, K. A. Flippo, T. J. T. Kwan, and J. C. Fernandez, Phys. Plasmas 1070-664X 14, 056706 (2007). 10.1063/1.2436857 (Pubitemid 46872564)
41. T. Nakamura, Y. Fukuda, A. Yogo, M. Tampo, M. Kando, Y. Hayashi, T. Kameshima, A. S. Pirozhkov, T. Zh. Esirkepov, T. A. Pikuz, A. Ya. Faenov, H. Daido, and S. V. Bulanov, Phys. Lett. A 0375-9601 373, 2584 (2009). 10.1016/j.physleta.2009.05.043
42. I. Last, I. Schek, and J. Jortner, J. Chem. Phys. 0021-9606 107, 6685 (1997). 10.1063/1.474911
43. G. S. Sarkisov, V. Yu. Bychenkov, V. T. Tikhonchuk, A. Maksimchuk, S. Y. Chen, R. Wagner, G. Mourou, and D. Umstadter, JETP Lett. 0021-3640 66, 828 (1997).
44. G. S. Sarkisov, V. Yu. Bychenkov, V. N. Novikov, V. T. Tikhonchuk, A. Maksimchuk, S. Y. Chen, R. Wagner, G. Mourou, and D. Umstadter, Phys. Rev. E 1063-651X 59, 7042 (1999). 10.1103/PhysRevE.59.7042
45. L. I. Sedov, Similarity and Dimensional Methods in Mechanics (CRC, Boca Raton, 1993).
46. S. V. Bulanov and M. A. Ol'shanetskij, Sov. J. Plasma Phys. 0360-0343 11, 425 (1985).
47. M. Abramowitz and I. A. Stegun, Handbook of Mathematical Functions (Dover, New York, 1965), Chap.
48. T. Nakamura and K. Mima, Phys. Rev. Lett. 0031-9007 100, 205006 (2008). 10.1103/PhysRevLett.100.205006 (Pubitemid 351748230)
49. Y. Fukuda, A. Ya. Faenov, M. Tampo, T. A. Pikuz, T. Nakamura, M. Kando, Y. Hayashi, A. Yogo, H. Sakaki, T. Kameshima, A. S. Pirozhkov, K. Ogura, M. Mori, T. Zh. Esirkepov, J. Koga, A. S. Boldarev, V. A. Gasilov, A. I. Magunov, T. Yamauchi, R. Kodama, P. R. Bolton, Y. Kato, T. Tajima, H. Daido, and S. V. Bulanov, Phys. Rev. Lett. 0031-9007 103, 165002 (2009). 10.1103/PhysRevLett.103. 165002
50. S. V. Bulanov, D. V. Dylov, T. Zh. Esirkepov, F. F. Kamenets, and D. V. Sokolov, Plasma Phys. Rep. 1063-780X 31, 369 (2005). 10.1134/1.1925787 (Pubitemid 40865470)
51. S. V. Bulanov and T. Zh. Esirkepov, Phys. Rev. Lett. 0031-9007 98, 049503 (2007). 10.1103/PhysRevLett.98.049503 (Pubitemid 46168435)
52. Y. Fukuda, A. Ya. Faenov, T. Pikuz, M. Kando, H. Kotaki, I. Daito, J. Ma, L. M. Chen, T. Homma, K. Kawase, T. Kameshima, T. Kawachi, H. Daido, T. Kimura, T. Tajima, Y. Kato, and S. V. Bulanov, Appl. Phys. Lett. 0003-6951 92, 121110 (2008). 10.1063/1.2899966
53. B. Peart, D. S. Walton, and K. T. Dolder, J. Phys. B 0953-4075 3, 1346 (1970). 10.1088/0022-3700/3/10/012
54. M. R. Flannery, Applied Atomic Collision Physics (Academic, New York, 1982), Vol. 3, Chap..