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Laboratory investigation of particle acceleration and magnetic field compression in collisionless colliding fast plasma flows

Authors :
D. P. Higginson
Ph. Korneev
C. Ruyer
R. Riquier
Q. Moreno
J. Béard
S. N. Chen
A. Grassi
M. Grech
L. Gremillet
H. Pépin
F. Perez
S. Pikuz
B. Pollock
C. Riconda
R. Shepherd
M. Starodubtsev
V. Tikhonchuk
T. Vinci
E. d’Humières
J. Fuchs
Laboratoire pour l'utilisation des lasers intenses (LULI)
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-École polytechnique (X)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL)
Direction des Applications Militaires (DAM)
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)
Laboratoire national des champs magnétiques intenses - Toulouse (LNCMI-T)
Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])
Horia Hulubei National Institute of Physics and Nuclear Engineering (NIPNE)
IFIN-HH
Énergie Matériaux Télécommunications - INRS (EMT-INRS)
Institut National de la Recherche Scientifique [Québec] (INRS)-Université du Québec à Montréal = University of Québec in Montréal (UQAM)
Joint Institute for High Temperatures of the RAS (JIHT)
Russian Academy of Sciences [Moscow] (RAS)
Institute of Applied Physics (IAP, Nizhny Novgorod)
Centre d'Etudes Lasers Intenses et Applications (CELIA)
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Bordeaux (UB)
ANR-12-BS09-0025,SILAMPA,Simuler en laboratoire des écoulements de plasmas magnétisés pour l'astrophysique(2012)
ANR-11-IDEX-0004,SUPER,Sorbonne Universités à Paris pour l'Enseignement et la Recherche(2011)
European Project: ERC787539,GENESIS
European Project: AWP15-ENR-01/CEA-02,EUROFusion - ToIFE
European Project: 654148,H2020,H2020-INFRAIA-2014-2015,LASERLAB-EUROPE(2015)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])
Université de Bordeaux (UB)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Source :
Communications Physics, Communications Physics, 2019, 2 (1), ⟨10.1038/s42005-019-0160-6⟩, Communications Physics, Vol 2, Iss 1, Pp 1-7 (2019)
Publication Year :
2019
Publisher :
HAL CCSD, 2019.

Abstract

Ion production and acceleration is ubiquitous in astrophysical objects but many questions still remain on the mechanisms at play and while laboratory plasmas provide an “accessible” regime, non-thermal ion acceleration has not been observed in the laboratory before the advent of high-power lasers. The authors collide two relativistic plasma flows and observe large energy difference of the protons coming out of the interaction region with or without an external magnetic field, qualitatively corroborating their 1D and 2D particle-in-cell simulations.

Details

Language :
English
ISSN :
23993650
Database :
OpenAIRE
Journal :
Communications Physics, Communications Physics, 2019, 2 (1), ⟨10.1038/s42005-019-0160-6⟩, Communications Physics, Vol 2, Iss 1, Pp 1-7 (2019)
Accession number :
edsair.dedup.wf.001..1dcc995f14ebbd767bf31a0a2d9afde3
Full Text :
https://doi.org/10.1038/s42005-019-0160-6⟩