Gamma-flash generation in multi-petawatt laser–matter interactions

Abstract

The progressive development of high-power lasers over the last several decades enables the study of γ-photon generation when an intense laser beam interacts with matter, mainly via inverse Compton scattering at the high-intensity limit. γ-ray flashes are a phenomenon of broad interest, drawing the attention of researchers working on topics ranging from cosmological scales to elementary particle scales. Over the last few years, a plethora of studies have predicted extremely high laser energy to γ-photon energy conversion using various target and/or laser field configurations. The aim of this article is to discuss several recently proposed γ-ray flash generation schemes, as a guide for upcoming γ-photon related experiments and for further evolution of the presently available theoretical schemes.Postupný vývoj vysoce výkonných laserů v posledních několika desetiletích umožňuje studovat generaci fotonů γ při interakci intenzivního laserového paprsku s hmotou, především prostřednictvím inverzního Comptonova rozptylu na hranici vysoké intenzity. Záblesky záření γ jsou jevem širokého zájmu, který přitahuje pozornost výzkumníků zabývajících se tématy od kosmologických měřítek až po měřítka elementárních částic. V posledních několika letech se objevilo množství studií, které předpovídají extrémně vysokou přeměnu energie laseru na energii fotonů γ při použití různých konfigurací terče a/nebo laserového pole. Cílem tohoto článku je diskutovat několik nedávno navržených schémat generování záblesků γ jako vodítko pro nadcházející experimenty související s γ-fotony a pro další vývoj v současnosti dostupných teoretických schémat.