Лазерная мезонная фабрика

Современные разрабатываемые лазерные установки типа XCELS могут стать хорошим дополнением к традиционным мезонным фабрикам, обеспечивая высокие потоки импульсов элементарных частиц, рождаемых при облучении мишеней-конвертеров пучком электронов или протонов, ускоренным лазерным импульсом. Обоснованием этого служат проведенное численное моделирование генерации сильноточных пучков заряженных частиц при воздействии фемтосекундного лазерного импульса установки XCELS либо на плазму околокритической плотности, либо на более плотную (но все еще низкоплотную) плазму, и последующий расчет выхода мезонов из мишени-конвертера. Такое сквозное моделирование, проведенное с помощью метода частица-в-ячейке (PIC-кодами) и метода Монте-Карло (кодом GEANT4), позволило количественно характеризовать рождение пионов, мезонов, каонов и даже более экзотических элементарных частиц. Так, например, число рождающихся пионов для параметров лазерного импульса установки XCELS предсказывается на уровне порядка 10⁸ частиц за выстрел. Выполнен также расчет выхода быстрых нейтронов, число которых превысило 10¹¹ частиц.