Лазерное ускорение электронов в вакууме до энергий ~109 эВ

Детально исследуется новый механизм лазерного ускорения заряженных частиц. При воздействии жестко сфокусированных интенсивных ультракоротких лазерных импульсов ускорение электронов, движущихся вдоль оси лазерного луча, определяется продольной пондеромоторной силой и продольной составляющей электрического поля лазерной волны. Установлено, что действие продольного поля на электрон может носить однонаправленный характер в течение многих оптических циклов, т.е. преодолевается эффект фазового проскальзывания. Показано, что лазеры с предельными в настоящее время параметрами позволяют ускорять электроны до энергий ε~1 ГэВ, что сопоставимо с энергиями, достигаемыми на ''больших'' ускорителях типа SLAC (ε~30–50 ГэВ). При этом в отличие от схем, рассматриваемых в литературе, ускорение нечувствительно к начальной фазе поля (отсутствует эффект группировки электронов в сгустки), возможно ускорение медленных (нерелятивистских) электронов и отсутствуют проблемы с выводом ускоренного электрона из поля.