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DRACO beschleunigt die ersten Protonen - Nachricht vom 6. Januar 2009

Draco - Bilder von den ersten Experimenten zur Beschleunigung von Protonen

Simulierte Ionen-Dichteverteilung einer expandierenden hauchdünnen Folie ca. 700 Femtosekunden nach der Bestrahlung mit dem Draco-Puls. Die Struktur rechts deutet auf eine direkte Wechselwirkung der Protonen mit dem Laserpuls hin, die zu einer erheblichen Verbesserung der Strahl-Eigenschaften führen könnte.

DRACO steht für "Dresden laser acceleration source" und bezeichnet den Hochleistungslaser im FZD. Der erst im Juni 2008 in Betrieb genommene Laser kann Lichtpulse mit der enormen Leistung von 150 Terawatt (TW) erzeugen und ist damit derzeit der leistungsstärkste Ultrakurzpuls-Laser in Deutschland.

Vor kurzem sind der Projektgruppe Laser-Teilchenbeschleunigung nun erste Experimente zur Beschleunigung von Protonen gelungen. In den Experimenten wurde der Laserstrahl mit Hilfe eines Parabolspiegels auf einen Fokusdurchmesser von nur 4,5 Mikrometer gebündelt, der einer Spitzenintensität von 5x1020 W/cm2 entspricht. Protonenpulse bis zu einer vorläufigen Maximalenergie von 5,5 MeV konnten dabei mit einem im Haus entwickelten Spektrometer in Echtzeit beobachtet werden.

Die Experimente werden von numerischen Simulationen begleitet, da diese für die erfolgreiche Folien- und Probenentwicklung essentiell wichtig sind. Im FZD wurden bereits zwei solcher Simulationscodes etabliert, die gemeinsam mit Partnern aus Belfast, München und Reno (USA) entwickelt werden konnten. Erste Studien zielen beispielsweise auf die Verbesserung der Absorption von Laserlicht in extrem dünnen Folien und speziell geformten Proben.