Theoretical treatments of the bound-free contribution and experimental best practice in X-ray Thomson scattering from warm dense matter

Physics of Plasmas

Volumn 20, Issue 2, 2013, Pages

  Mattern, Brian A ^a   Seidler, Gerald T ^a  

^a UNIVERSITY OF WASHINGTON   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

BEST PRACTICES; ENERGY RESOLUTIONS; FORM FACTORS; FREE-ELECTRON DENSITY; HIGH RESOLUTION; INELASTIC X RAY SCATTERING; IONIZATION STATE; LIMITED INFORMATION; LINAC COHERENT LIGHT SOURCE; LOW RESOLUTION; NATIONAL IGNITION FACILITY; NONRESONANT; PLANE WAVE; STATE VARIABLES; SYNCHROTRON X RAYS; THEORETICAL TREATMENTS; WARM DENSE MATTERS; X RAY THOMSON SCATTERING;

APPROXIMATION THEORY; ELECTRONIC STRUCTURE; ELECTRONS; LIGHT SOURCES; WAVE PLASMA INTERACTIONS;

X RAYS;

EID: 84874762794     PISSN: 1070664X     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1063/1.4790659     Document Type: Article

References (76)

1. G. Gregori, S. H. Glenzer, W. Rozmus, R. W. Lee, and O. L. Landen, Phys. Rev. E 67, 026412 (2003). 10.1103/PhysRevE.67.026412
2. G. Gregori, S. H. Glenzer, and O. L. Landen, Phys. Rev. E 74, 026402 (2006). 10.1103/PhysRevE.74.026402
3. J. W. Dufty and S. B. Trickey, Phys. Rev. B 84, 125118 (2011). 10.1103/PhysRevB.84.125118
4. T. Sjostrom, F. E. Harris, and S. B. Trickey, Phys. Rev. B 85, 045125 (2012). 10.1103/PhysRevB.85.045125
5. K.-U. Plagemann, P. Sperling, R. Thiele, M. P. Desjarlais, C. Fortmann, T. Döppner, H. J. Lee, S. H. Glenzer, and R. Redmer, New J. Phys. 14, 055020 (2012). 10.1088/1367-2630/14/5/055020
6. G. Gregori, S. H. Glenzer, K. B. Fournier, K. M. Campbell, E. L. Dewald, O. S. Jones, J. H. Hammer, S. B. Hansen, R. J. Wallace, and O. L. Landen, Phys. Rev. Lett. 101, 045003 (2008). 10.1103/PhysRevLett.101.045003
7. J. MacFarlane, I. Golovkin, and P. Woodruff, J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transf. 99, 381 (2006). 10.1016/j.jqsrt.2005.05.031
8. J. D. Lindl, P. Amendt, R. L. Berger, S. G. Glendinning, S. H. Glenzer, S. W. Haan, R. L. Kauffman, O. L. Landen, and L. J. Suter, Phys. Plasmas 11, 339 (2004). 10.1063/1.1578638
9. B. A. Remington, R. P. Drake, and D. D. Ryutov, Rev. Mod. Phys. 78, 755 (2006). 10.1103/RevModPhys.78.755
10. H. F. Wilson and B. Militzer, Phys. Rev. Lett. 108, 111101 (2012). 10.1103/PhysRevLett.108.111101
11. E. I. Moses, R. N. Boyd, B. A. Remington, C. J. Keane, and R. Al-Ayat, Phys. Plasmas 16, 041006 (2009). 10.1063/1.3116505
12. T. Döppner, O. Landen, H. Lee, P. Neumayer, S. Regan, and S. Glenzer, High Energy Density Phys. 5, 182 (2009). 10.1016/j.hedp.2009.05.012
13. R. A. Forman, G. J. Piermarini, J. D. Barnett, and S. Block, Science 176, 284 (1972). 10.1126/science.176.4032.284
14. G. J. Piermarini, S. Block, J. D. Barnett, and R. A. Forman, J. Appl. Phys. 46, 2774 (1975). 10.1063/1.321957
15. Y. M. Gupta and X. A. Shen, Appl. Phys. Lett. 58, 583 (1991). 10.1063/1.104594
16. D. D. Ragan, R. Gustavsen, and D. Schiferl, J. Appl. Phys. 72, 5539 (1992). 10.1063/1.351951
17. C. Fortmann, H. J. Lee, T. Döppner, R. W. Falcone, A. L. Kritcher, O. L. Landen, and S. H. Glenzer, Phys. Rev. Lett. 108, 175006 (2012). 10.1103/PhysRevLett.108.175006
18. W. Schülke, Electron Dynamics by Inelastic X-Ray Scattering, Oxford Series on Synchrotron Radiation (Oxford University Press, New York, 2007).
19. M. Schumacher, F. Smend, and I. Borchert, J. Phys. B 8, 1428 (1975). 10.1088/0022-3700/8/9/010
20. D. Riley, F. Y. Khattak, E. Garcia Saiz, G. Gregori, S. Bandyopadhyay, M. Notley, D. Neely, D. Chambers, A. Moore, and A. Comley, Laser Part. Beams 25, 465 (2007). 10.1017/S0263034607000572
21. H. Sawada, S. P. Regan, D. D. Meyerhofer, I. V. Igumenshchev, V. N. Goncharov, T. R. Boehly, R. Epstein, T. C. Sangster, V. A. Smalyuk, B. Yaakobi, G. Gregori, S. H. Glenzer, and O. L. Landen, Phys. Plasmas 14, 122703 (2007). 10.1063/1.2819675
22. S. Sahoo, G. F. Gribakin, G. Shabbir Naz, J. Kohanoff, and D. Riley, Phys. Rev. E 77, 046402 (2008). 10.1103/PhysRevE.77.046402
23. S. H. Glenzer and R. Redmer, Rev. Mod. Phys. 81, 1625 (2009). 10.1103/RevModPhys.81.1625
24. A. L. Kritcher, P. Neumayer, C. R. D. Brown, P. Davis, T. Döppner, R. W. Falcone, D. O. Gericke, G. Gregori, B. Holst, O. L. Landen, H. J. Lee, E. C. Morse, A. Pelka, R. Redmer, M. Roth, J. Vorberger, K. Wünsch, and S. H. Glenzer, Phys. Rev. Lett. 103, 245004 (2009). 10.1103/PhysRevLett.103.245004
25. A. L. Kritcher, T. Döppner, C. Fortmann, T. Ma, O. L. Landen, R. Wallace, and S. H. Glenzer, Phys. Rev. Lett. 107, 015002 (2011). 10.1103/PhysRevLett.107.015002
26. S. P. Hau-Riege, A. Graf, T. Döppner, R. A. London, J. Krzywinski, C. Fortmann, S. H. Glenzer, M. Frank, K. Sokolowski-Tinten, M. Messerschmidt, C. Bostedt, S. Schorb, J. A. Bradley, A. Lutman, D. Rolles, A. Rudenko, and B. Rudek, Phys. Rev. Lett. 108, 217402 (2012). 10.1103/PhysRevLett.108.217402
27. U. Zastrau, P. Audebert, V. Bernshtam, E. Brambrink, T. Kämpfer, E. Kroupp, R. Loetzsch, Y. Maron, Y. Ralchenko, H. Reinholz, G. Röpke, A. Sengebusch, E. Stambulchik, I. Uschmann, L. Weingarten, and E. Förster, Phys. Rev. E 81, 527 (2010). 10.1103/PhysRevE.81.026406
28. A. Sengebusch, H. Reinholz, G. Röpke, U. Zastrau, T. Kämpfer, I. Uschmann, E. Förster, E. Stambulchik, E. Kroupp, and Y. Maron, J. Phys. A: Math. Theor. 42, 214061 (2009). 10.1088/1751-8113/42/21/214061
29. E. Stambulchik, V. Bernshtam, L. Weingarten, E. Kroupp, D. Fisher, Y. Maron, U. Zastrau, I. Uschmann, F. Zamponi, E. Förster, A. Sengebusch, H. Reinholz, G. Röpke, and Y. Ralchenko, J. Phys. A: Math. Theor. 42, 214056 (2009). 10.1088/1751-8113/42/21/214056
30. P. M. Nilson, A. A. Solodov, J. F. Myatt, W. Theobald, P. A. Jaanimagi, L. Gao, C. Stoeckl, R. S. Craxton, J. A. Delettrez, B. Yaakobi, J. D. Zuegel, B. E. Kruschwitz, C. Dorrer, J. H. Kelly, K. U. Akli, P. K. Patel, A. J. Mackinnon, R. Betti, T. C. Sangster, and D. D. Meyerhofer, Phys. Rev. Lett. 105, 235001 (2010). 10.1103/PhysRevLett.105.235001
31. A. Lévy, F. Dorchies, A. Benuzzi-Mounaix, A. Ravasio, F. Festa, V. Recoules, O. Peyrusse, N. Amadou, E. Brambrink, T. Hall, M. Koenig, and S. Mazevet, Phys. Rev. Lett. 108, 055002 (2012). 10.1103/PhysRevLett.108.055002
32. S. M. Vinko, O. Ciricosta, B. I. Cho, K. Engelhorn, H.-K. Chung, C. R. D. Brown, T. Burian, J. Chalupsky, R. W. Falcone, C. Graves, V. Hajkova, A. Higginbotham, L. Juha, J. Krzywinski, H. J. Lee, M. Messerschmidt, C. D. Murphy, Y. Ping, A. Scherz, W. Schlotter, S. Toleikis, J. J. Turner, L. Vysin, T. Wang, B. Wu, U. Zastrau, D. Zhu, R. W. Lee, P. A. Heimann, B. Nagler, and J. S. Wark, Nature 482, 59 (2012). 10.1038/nature10746
33. M. J. Cooper, P. E. Mijnarends, N. Shiotani, N. Sakai, and A. Bansil, X-Ray Compton Scattering, Oxford Series on Synchrotron Radiation (Oxford University Press, 2004).
34. S. Huotari, C. Sternemann, M. Volmer, J. A. Soininen, G. Monaco, and W. Schülke, Phys. Rev. B 76, 235106 (2007). 10.1103/PhysRevB.76.235106
35. M. Volmer, C. Sternemann, J. S. Tse, T. Buslaps, N. Hiraoka, C. L. Bull, J. Gryko, P. F. McMillan, M. Paulus, and M. Tolan, Phys. Rev. B 76, 233104 (2007). 10.1103/PhysRevB.76.233104
36. S. Huotari, J. A. Soininen, T. Pylkkänen, K. Hämälä inen, A. Issolah, A. Titov, J. McMinis, J. Kim, K. Esler, D. M. Ceperley, M. Holzmann, and V. Olevano, Phys. Rev. Lett. 105, 086403 (2010). 10.1103/PhysRevLett.105.086403
37. S. Huotari, B. Boldrini, V. Honkimäki, P. Suortti, and W. Weyrich, J. J. Synchrotron Radiat. 16, 672 (2009). 10.1107/S0909049509029112
38. M. Hakala, S. Huotari, K. Hämäläinen, S. Manninen, P. Wernet, A. Nilsson, and L. G. M. Pettersson, Phys. Rev. B 70, 125413 (2004). 10.1103/PhysRevB.70.125413
39. J. T. Okada, P. H.-L. Sit, Y. Watanabe, Y. J. Wang, B. Barbiellini, T. Ishikawa, M. Itou, Y. Sakurai, A. Bansil, R. Ishikawa, M. Hamaishi, T. Masaki, P.-F. Paradis, K. Kimura, T. Ishikawa, and S. Nanao, Phys. Rev. Lett. 108, 067402 (2012). 10.1103/PhysRevLett.108.067402
40. Y. Sakurai, M. Itou, B. Barbiellini, P. E. Mijnarends, R. S. Markiewicz, S. Kaprzyk, J.-M. Gillet, S. Wakimoto, M. Fujita, S. Basak, Y. J. Wang, W. Al-Sawai, H. Lin, A. Bansil, and K. Yamada, Science 332, 698 (2011). 10.1126/science.1199391
41. J. A. Bradley, A. Sakko, G. T. Seidler, A. Rubio, M. Hakala, K. Hämäläinen, G. Cooper, A. P. Hitchcock, K. Schlimmer, and K. P. Nagle, Phys. Rev. A 84, 022510 (2011). 10.1103/PhysRevA.84.022510
42. J. A. Bradley, P. Yang, E. R. Batista, K. S. Boland, C. J. Burns, D. L. Clark, S. D. Conradson, S. A. Kozimor, R. L. Martin, G. T. Seidler, B. L. Scott, D. K. Shuh, T. Tyliszczak, M. P. Wilkerson, and L. E. Wolfsberg, J. Am. Chem. Soc. 132, 13914 (2010). 10.1021/ja1040978
43. J. A. Bradley, G. T. Seidler, G. Cooper, M. Vos, A. P. Hitchcock, A. P. Sorini, C. Schlimmer, and K. P. Nagle, Phys. Rev. Lett. 105, 053202 (2010). 10.1103/PhysRevLett.105.053202
44. A. Sakko, C. Sternemann, C. J. Sahle, H. Sternemann, O. M. Feroughi, H. Conrad, F. Djurabekova, A. Hohl, G. T. Seidler, M. Tolan, and K. Hämäläinen, Phys. Rev. B 81, 205317 (2010). 10.1103/PhysRevB.81. 205317
45. O. M. Feroughi, C. Sternemann, C. J. Sahle, M. A. Schroer, H. Sternemann, H. Conrad, A. Hohl, G. T. Seidler, J. Bradley, T. T. Fister, M. Balasubramanian, A. Sakko, K. Pirkkalainen, K. Hämäläinen, and M. Tolan, Appl. Phys. Lett. 96, 081912 (2010). 10.1063/1.3323106
46. H. Sternemann, C. Sternemann, G. T. Seidler, T. T. Fister, A. Sakko, and M. Tolan, J. Synchrotron Radiat. 15, 162 (2008). 10.1107/S0909049508001696
47. T. T. Fister, F. D. Vila, G. T. Seidler, L. Svec, J. C. Linehan, and J. O. Cross, J. Am. Chem. Soc. 130, 925 (2008). 10.1021/ja074794u
48. R. A. Gordon, G. T. Seidler, T. T. Fister, M. W. Haverkort, G. A. Sawatzky, A. Tanaka, and T. K. Sham, EPL 81, 26004 (2008). 10.1209/0295-5075/81/ 26004
49. M. Balasubramanian, C. S. Johnson, J. O. Cross, G. T. Seidler, T. T. Fister, E. A. Stern, C. Hamner, and S. O. Mariager, Appl. Phys. Lett. 91, 031904 (2007). 10.1063/1.2752755
50. T. T. Fister, G. T. Seidler, C. Hamner, J. O. Cross, J. A. Soininen, and J. J. Rehr, Phys. Rev. B 74, 214117 (2006). 10.1103/PhysRevB.74.214117
51. Y. Feng, G. T. Seidler, J. O. Cross, A. T. Macrander, and J. J. Rehr, Phys. Rev. B 69, 125402 (2004). 10.1103/PhysRevB.69.125402
52. S. K. Lee, J.-F. Lin, Y. Q. Cai, N. Hiraoka, P. J. Eng, T. Okuchi, H.-k. Mao, Y. Meng, M. Y. Hu, P. Chow, J. Shu, B. Li, H. Fukui, B. H. Lee, H. N. Kim, and C.-S. Yoo, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 105, 7925 (2008). 10.1073/pnas.0802667105
53. P. Wernet, D. Nordlund, U. Bergmann, M. Cavalleri, M. Odelius, H. Ogasawara, L. Naslund, T. Hirsch, L. Ojamae, P. Glatzel, L. Pettersson, and A. Nilsson, Science 304, 995 (2004). 10.1126/science.1096205
54. J. J. Rehr and R. C. Albers, Rev. Mod. Phys. 72, 621 (2000). 10.1103/RevModPhys.72.621
55. J. J. Rehr, J. J. Kas, M. P. Prange, A. P. Sorini, Y. Takimoto, and F. Vila, C. R. Phys. 10, 548 (2009). 10.1016/j.crhy.2008.08.004
56. P. Eisenberger and P. M. Platzman, Phys. Rev. A 2, 415 (1970). 10.1103/PhysRevA.2.415
57. E. Clementi and D. L. Raimondi, J. Chem. Phys. 38, 2686 (1963). 10.1063/1.1733573
58. J. A. Soininen, A. L. Ankudinov, and J. J. Rehr, Phys. Rev. B 72, 045136 (2005). 10.1103/PhysRevB.72.045136
59. H. Sternemann, C. Sternemann, J. S. Tse, S. Desgreniers, Y. Q. Cai, G. Vankó, N. Hiraoka, A. Schacht, J. A. Soininen, and M. Tolan, Phys. Rev. B 75, 245102 (2007). 10.1103/PhysRevB.75.245102
60. H. Sternemann, J. A. Soininen, C. Sternemann, K. Hämälä inen, and M. Tolan, Phys. Rev. B 75, 075118 (2007). 10.1103/PhysRevB.75.075118
61. Y. Feng, J. A. Soininen, A. L. Ankudinov, J. O. Cross, G. T. Seidler, A. T. Macrander, J. J. Rehr, and E. L. Shirley, Phys. Rev. B 77, 165202 (2008). 10.1103/PhysRevB.77.165202
62. T. T. Fister, K. P. Nagle, F. D. Vila, G. T. Seidler, C. Hamner, J. O. Cross, and J. J. Rehr, Phys. Rev. B 79, 174117 (2009). 10.1103/PhysRevB.79. 174117
63. T. Pylkkanen, V. M. Giordano, J.-C. Chervin, A. Sakko, M. Hakala, J. A. Soininen, K. Hamalainen, G. Monaco, and S. Huotari, J. Phys. Chem. B 114, 3804 (2010). 10.1021/jp912208v
64. B. A. Mattern, G. T. Seidler, J. J. Kas, J. I. Pacold, and J. J. Rehr, Phys. Rev. B 85, 115135 (2012). 10.1103/PhysRevB.85.115135
65. T. T. Fister, G. T. Seidler, L. Wharton, A. R. Battle, T. B. Ellis, J. O. Cross, A. T. Macrander, W. T. Elam, T. A. Tyson, and Q. Qian, Rev. Sci. Instrum. 77, 063901 (2006). 10.1063/1.2204581
66. M. Inokuti, Y. Itikawa, and J. E. Turner, Rev. Mod. Phys. 50, 23 (1978). 10.1103/RevModPhys.50.23
67. S. Wang, Phys. Rev. A 60, 262 (1999). 10.1103/PhysRevA.60.262
68. R. Currat, P. D. DeCicco, and R. Kaplow, Phys. Rev. B 3, 243 (1971). 10.1103/PhysRevB.3.243
69. F. Bell, Z. Phys. D 3, 97 (1986). 10.1007/BF01442353
70. H. J. Lee, P. Neumayer, J. Castor, T. Döppner, R. W. Falcone, C. Fortmann, B. A. Hammel, A. L. Kritcher, O. L. Landen, R. W. Lee, D. D. Meyerhofer, D. H. Munro, R. Redmer, S. P. Regan, S. Weber, and S. H. Glenzer, Phys. Rev. Lett. 102, 115001 (2009). 10.1103/PhysRevLett.102.115001
71. S. Glenzer, H. Lee, P. Davis, T. Döppner, R. Falcone, C. Fortmann, B. Hammel, A. Kritcher, O. Landen, R. Lee, D. Munro, R. Redmer, and S. Weber, High Energy Density Phys. 6, 1 (2010). 10.1016/j.hedp.2009.09.003
72. G. Ecker and W. Kroll, Phys. Fluids 6, 62 (1963). 10.1063/1.1724509
73. J. C. Stewart and K. D. Pyatt, Jr., Astrophys. J. 144, 1203 (1966). 10.1086/148714
74. G. Zimmerman and R. More, J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transf. 23, 517 (1980). 10.1016/0022-4073(80)90055-2
75. G. Gregori, S. H. Glenzer, F. J. Rogers, S. M. Pollaine, O. L. Landen, C. Blancard, G. Faussurier, P. Renaudin, S. Kuhlbrodt, and R. Redmer, Phys. Plasmas 11, 2754 (2004). 10.1063/1.1689664
76. W. R. Johnson, J. Nilsen, and K. T. Cheng, Phys. Rev. E 86, 036410 (2012). 10.1103/PhysRevE.86.036410