اندرکنش نسبیتی لیزر-پلاسما

نگارش: ابوالفضل باباپور

در اندرکنش لیزر-پلاسما پارامتر بی‌بعد زیر را تعریف می‌کنیم:

n_cr چگالی بحرانی بوده و برابر است با :

a₀ پتانسیل برداری بهنجار شده است و برابر است با:

اگر S  خیلی خیلی از 1 بزرگتر باشد، پلاسما پرچگال و اگر از 1 خیلی خیلی کوچکتر باشد، پلاسما کم چگال خواهد بود.

اگر شدت باریکه لیزری از  10¹⁸ وات بر سانتیمترمربع بزرگتر باشد، الکترون‌های هدف با سرعت بسیار بالایی حرکت خواهند کرد و ممکن است جرم این الکترون‌های متحرک همانند آزمایشات ATLAS به 10 تا 100 برابر جرم سکون الکترون برسد. زیرا :

تا فرکانس قطع(cut-off)؛ هنگامیکه چگالی الکترونی افزایش می‌یاید، سرعت فاز افزایش و سرعت گروه کاهش می‌یابد. در فرکانس قطع، فرکانس باریکه لیزر با فرکانس نوسانات الکترونی پلاسما(فرکانس امواج لانگمیر) برابر می‌شود. فرکانس نوسانات الکترونی در حالت غیر نسبیتی و نسبیتی بصورت زیر نوشته می‌شوند:

در این حالت(حالت نسبیتی) ضریب شکست و رابطه پاشندگی برابر خواهند بود با: