Entwicklung kryogener Tröpfchentargets

Massen- bzw. volumenlimitierte Targets (z. B. in Form von sphärischen Targets mit einem Durchmesser von nur wenigen Mikrometern) sind für die Ionenbeschleunigung mit Lasern aus vielen Gründen äußerst interessant. Durch die räumliche Begrenzung des Targets bleibt die übertragene Laserenergie sehr viel länger in einem kleinen Volumen konzentriert und kann sich nicht lateral verteilen. Damit ist zum einen die Erzeugung sehr viel höherer Beschleunigungsfeldstärken für die Ionen möglich. Zum anderen kann durch geeignete Wahl des Targetmaterials die bei der Wechselwirkung mit den hochintensiven Laserpulsen erzeugte Plasmadichte verändert werden, was die Übertragung von Laserenergie auf das Target entscheidend mit beeinflusst. In Kollaboration mit dem GSI Helmholtzzentrum und der Universität Frankfurt (Dr. Robert Grisenti und Dr. Paul Neumayer) werden sphärische, kryogen gekühlte H₂, D₂, He oder auch Xe-Targets mit Durchmessern von 5 bis 20 µm erzeugt und für die anschließende Wechselwirkung mit den Laserpulsen zur Verfügung gestellt. Dabei steht neben der detaillierten Untersuchung der Ionenbeschleunigung auch die Erzeugung warmer, dichter Materiezustände im Fokus der Forschung.