Relativistic Tunneling Ionization in Crossed Petawatt Laser Beams

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

A scheme is proposed for a two-beam experiment on multi-petawatt laser systems aimed at searching for relativistic effects in electron tunneling from deep levels of multiply charged ions. It is shown that the most efficient relativistic ionization will occur in the field of a standing wave that arises in the case of counter-propagating beams. Estimates are given showing that the observation of relativistic effects during the ionization of -states of hydrogen-like ions with charge  is potentially possible at laser intensity in the beam overlap domain 1025 W/cm2.

About the authors

S. V. Popruzhenko

Prokhorov General Physics Institute, Russian Academy of Sciences; National Research Nuclear University MEPhI (Moscow Engineering Physics Institute)

Author for correspondence.
Email: sergey.popruzhenko@gmail.com
119991, Moscow, Russia; 115409, Moscow, Russia

References

  1. Г. С. Воронов, Н. Б. Делоне, Письма в ЖЭТФ, 1, 42 (1965)
  2. JETP Lett. 1, 42 (1965).
  3. P. Agostini, F. Fabre, G. Mainfray, G. Petite, and N. K. Rahman, Phys. Rev. Lett. 42, 1127 (1979).
  4. Л. В. Келдыш, ЖЭТФ 47, 1945 (1964)
  5. Sov. Phys. - JETP 20, 1307 (1965).
  6. А. И. Никишов, В. И. Ритус, ЖЭТФ 50, 255 (1966)
  7. Sov. Phys. - JETP 23, 168 (1966).
  8. А. М. Переломов, В. С. Попов, М. В. Тереньев, ЖЭТФ 50, 1393 (1966)
  9. Sov. Phys. - JETP 23, 924 (1966).
  10. А. М. Переломов, В. С. Попов, М. В. Тереньев, ЖЭТФ 51, 309 (1966)
  11. Sov. Phys. - JETP 24, 207 (1967).
  12. А. М. Переломов, В. С. Попов, ЖЭТФ 52, 514 (1967) @Sov. Phys. - JETP 25, 336 (1967).
  13. S. V. Popruzhenko, V. D. Mur, V. S. Popov, and D. Bauer, Phys. Rev. Lett. 101, 193003 (2008).
  14. В. С. Попов, УФН 174, 921 (2004)
  15. Phys.-Uspekhi 47, 855 (2004).
  16. F. Krausz and M. Ivanov, Rev. Mod. Phys. 81, 163 (2009).
  17. Б. М. Карнаков, В. Д. Мур, В. С. Попов, С. В. Попруженко, Письма в ЖЭТФ 93, 238 (2011)
  18. JETP Lett. 93, 238 (2011).
  19. S. V. Popruzhenko, J. Phys. B: At. Mol. Opt. Phys. 47, 204001 (2014).
  20. Б. М. Карнаков, В. Д. Мур, С. В. Попруженко, В. С. Попов, УФН 185, 3 (2015)
  21. Phys.-Uspekhi 58, 3 (2015).
  22. W. Becker, S. P. Goreslavski, D. B. Milosevic, and G. G. Paulus, J. Phys. B: At. Mol. Opt. Phys. 51, 162002 (2018).
  23. M. F. Ciappina, S. V. Popruzhenko, S. V. Bulanov, T. Ditmire, G. Korn, and S. Weber, Phys. Rev. A 99, 043405 (2019).
  24. M. F. Ciappina, E. E. Peganov, S. V. Popruzhenko, Matter and Radiation at Extremes 5, 044401 (2020).
  25. E. L¨otstedt, M. F. Ciappina, and K. Yamanouchi, Phys. Rev. A 102, 013112 (2020).
  26. S. P. Goreslavsky and N. B. Narozhny, J. Nonlinear Opt. Phys. Mater. 4 799 (1995).
  27. S. P. Goreslavsky, N. B. Narozhny, and V. P. Yakovlev, J. Opt. Soc. Am. B 6, 1752 (1989).
  28. С. В. Попруженко, Е. Б. Калымбетов, Квантовая электроника 51, 801 (2021)
  29. Quant. El. 51, 801 (2021).
  30. A. V. Bashinov, A. A. Gonoskov, A. V. Kim, G. Mourou, and A. M. Sergeev, Eur. Phys. J. Spec. Top. 223, 1105 (2014).
  31. D. N. Papadopoulos, J. P. Zou, C. Le Blanc, G. Ch'eriaux, P. Georges, F. Druon, G. Mennerat, P. Ramirez, L. Martin, A. Fr'eneaux, A. Beluze, N. Lebas, P. Monot, F. Mathieu, and P. Audebert, High Power Laser Sci. Eng. 4, e34 (2016).
  32. S. Weber, S. Bechet, S. Bornies et al. (Collaboration), Matter and Radiation at Extremes 2, 149 (2017).
  33. J. W. Yoon, Y. G. Kim, I. W. Choi, J. H. Sung, H. W. Lee, S. K. Lee, and C. H. Nam, Optica 8, 630 (2021).
  34. В. С. Попов, В. Д. Мур, Б. М. Карнаков, Письма в ЖЭТФ 66, 213 (1997)
  35. JETP Lett. 66, 229 (1997).
  36. В. Д. Мур, Б. М. Карнаков, В. С. Попов, ЖЭТФ 114, 798 (1998)
  37. JETP 87, 433 (1998).
  38. A. Di Piazza, C. Mu¨ller, C. Z. Hatsagortsyan, and C. H. Keitel, Rev. Mod. Phys. 84, 1177 (2012).
  39. С. В. Попруженко, Квантовая электроника 53 (2023), (в печати).
  40. В. С. Попов, Б. М. Карнаков, В. Д. Мур, Письма в ЖЭТФ 79, 320 (2004)
  41. JETP Lett. 79, 262 (2004).
  42. M. F. Ciappina and S. V. Popruzhenko, Laser Phys. Lett. 17, 025301 (2020).
  43. В. С. Попов, В. Д. Мур, Б. М. Карнаков, ЖЭТФ 115, 1642 (1999)
  44. JETP 88, 902 (1999).
  45. K. Yamakawa, Y. Akahane, Y. Fukuda, M. Aoyama, N. Inoue, and H. Ueda, Phys. Rev. A 68, 065403 (2003).
  46. A. Link, E. A. Chowdhury, J. T. Morrison, V. M. Ovchinnikov, D. O ermann, L. V. Woerkom, and R. R. Freeman, Rev. Sci. Instrum. 77, 10E723 (2006).

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2023 Российская академия наук