Моделирование физических процессов в экстремальных световых полях

Основная миссия лаборатории – проведение теоретических исследований и численного моделирования в области взаимодействия электромагнитных полей сверхвысокой интенсивности, генерируемых современными лазерными установками, с элементарными частицами, атомными и наноразмерными системами, плазмой и вакуумом. Коллектив лаборатории представляет научную школу проф. Н.Б. Нарожного (1940-2016), одного из основоположников теоретической физики сильных электромагнитных полей, чьи работы заложили фундамент этой области науки в середине 60-х годов XX века, вскоре после изобретения лазеров.

Мы работаем в тесном сотрудничестве с рядом теоретических и экспериментальных групп по всему миру, в том числе осуществляем теоретическую поддержку таких лазерных мега-проектов как Extreme Light Infrastructure (ELI) и Exawatt Center for Extreme Laser Science (XCELS).

Направления исследований:

  • Образование элементарных частиц из вакуума в полях лазерного излучения сверхвысокой интенсивности
  • КЭД каскады, индуцированные сильным лазерным полем
  • Динамика плазмы в режиме доминирования радиационного трения
  • Генерация сильных магнитных полей в лазерной плазме
  • Ионизация в сильных полях
  • Генерация гармоник высокого порядка
  • Кластеры и фуллерены в интенсивных лазерных полях

Научные группы:

Атомы и наноструктуры в сильном лазерным поле

проф. Попруженко С.В.

Dr. W. Becker

Тульский В.А.

Физика лазерной плазмы и сильных магнитных полей

к.ф.-м.н. Корнеев Ф.А.

проф. J. Fuchs

Миронов А.А.

КЭД в экстремальных электромагнитных полях

к.ф.-м.н. Федотов А.М.

проф. D. Blaschke

к.ф.-м.н. Гельфер Е.Г.

Крылов К.С.

Миронов А.А.

Коллаборации:

Институт прикладной физики РАН (Нижний Новгород, Россия)

Ecole Polytechnique (Франция)

Extreme Light Infrastructure (Европейский союз)

Max Planck Institute for Nuclear Physics (ГейдельбергГермания)

Helmholtz Institute (Йена, Германия)

Российский федеральный ядерный центр – ВНИИЭФ (Россия)

Университет Бордо (Франция)

Университет г. Осака (Япония)

Ростокский университет (Германия)

Текущие проекты:

Квантовая динамика элементарных частиц и плазмы в полях экстремальной интенсивности (РФФИ 16-02-963А, 2016-18)

Генерация электрон-позитронной плазмы в сверхмощных неоднородных лазерных полях (РФФИ 16-32-00863мол_а, 2016-17)

Лазерная генерация замагниченных плазменных структур в мишенях с заданной кривизной поверхности (РФФИ 16-52-50019ЯФ)

ПУБЛИКАЦИИ

    1. E.G. Gelfer, A.A. Mironov, A.M. Fedotov, V.F. Bashmakov,E.N. Nerush, I.Yu. Kostyukov, N.B. Narozhny, «Optimized multibeam configuration for observation of QED cascades», Phys. Rev. A 92, 022113 (2015).
    2. В.М. Кулешов, В.Д. Мур, Н.Б. Нарожный, А.М. Федотов, Ю.Е. Лозовик, В.С. Попов, «Кулоновская задача с зарядом ядра Z>Zcr», УФН 187(8), 845-852 (2015).
    3. A.M. Fedotov, “Qualitative considerations in Intense Field QED”, arXiv:1507.08512.
    4. В.М. Кулешов, В.Д. Мур, Н.Б. Нарожный, А.М. Федотов, Ю.Е. Лозовик, «О кулоновской задаче в графене со щелью в электронном спектре», Письма в ЖЭТФ 101(4), 282-288 (2015).
    5. N.B. Narozhny, and A.M. Fedotov, «Extreme Light Physics», Contemporary Physics, 56(3), 249-268 (2015).
    6. Е.Г. Гельфер, А.М. Федотов, В.Д. Мур, Н.Б. Нарожный, «Бустовы моды массивного фермионного поля и задача Унру», ТМФ, 182(3), 405–434 (2015).
    7. E.G. Gelfer, I.Yu. Kostyukov, A.A. Mironov, N.B. Narozhny, A.M. Fedotov, «Perspectives of implementing QED cascade production with the next generation of laser facilities», J. Phys.: Conf. Ser. 594, 012054 (2015).
    8. Н.Б. Нарожный, А.М. Федотов, «Квантовоэлектродинамические каскады в интенсивном лазерном поле», УФН 185(1), 103–110 (2015).
    9. S.V. Popruzhenko, V.A. Tulsky, Control of terahertz photoelectron currents generated by intense two-color laser radiation interacting with atoms, Phys. Rev. A 92, 033414.
    10. B.M. Karnakov, V.D. Mur, S.V. Popruzhenko and V.S. Popov, Current progress in developing the nonlinear ionization theory of atoms and ions, Physics-Uspekhi 58, 3.
    11. S.G. Bochkarev, E. d’Humières, P. Korneev, V.Y. Bychenkov, V. TikhonchukThe role of electron heating in electromagnetic collisionless shock formation, High Energy Density Physics 17, 175-182, 1 (2015)
    12. D.P. Higginson, P. Korneev, J. Béard, S.N. Chen, E. d’Humières, H. Pépin et al A novel platform to study magnetized high-velocity collisionless shocks, High Energy Density Physics 17, 190-197, 4 (2015)
    13. P. Korneev, E. D’Humières, V. Tikhonchuk, D.P. Higginson, J. Fuchs TNSA-like plasmas collision in an ambient magnetic field as a route to astrophysical collisionless shock observation in a laboratory, High Energy Density Physics 17, 183-189 1 (2015)
    14. T. Pisarczyk, S.Y. Gus’ kov, R. Dudzak, T. Chodukowski, J. Dostal et al Space-time resolved measurements of spontaneous magnetic fields in laser-produced plasma, Physics of Plasmas 22 (10), 102706 3 (2015)
    15. J.J. Santos, M. Bailly-Grandvaux, L. Giuffrida, P. Forestier-Colleoni, S. Fujioka et al Laser-driven platform for generation and characterization of strong quasi-static magnetic fields, New Journal of Physics 17 (8), 083051 23 (2015)
    16. P. Korneev, E. d’Humières, V. Tikhonchuk Gigagauss-scale quasistatic magnetic field generation in a snail-shaped target, Physical Review E 91 (4), 043107 9 (2015)
    1.  A.M. Fedotov, «Quantum regime of laser-matter interactions at extreme intensities», arXiv:1612.02038 [accepted in DESY-PROC-2016-04 book, DOI: 10.3204/DESY-PROC-2016-04].
    2. А.А. Миронов, А.М. Федотов, Н.Б. Нарожный, «Генерация квантово-электродинамических каскадов при наклонном столкновении ультрарелятивистских электронов с интенсивным лазерным полем», Квантовая электроника 46(4), 305–309 (2016).
    3. A. Fedotov, N. Narozhny, A. Mironov, «Threshold Laser Intensity Refinement and Scenarios for Observation of QED Cascade Production», Journal of Physics: Conference Series 691, 012023 (2016).
    4. A.M. Fedotov, N.B. Narozhny, «Scalar and fermion representations of the Lorentz group in Minkowski plane, QFT correlators, pair creation in electric field and the Unruh effect», Int. Journ. of Mod. Phys. D 25(3), 1630008 (2016).
    5. Th. Keil, S.V. Popruzhenko, and D. Bauer, Laser-Driven Recollisions under the Coulomb Barrier, Physical Review Letters 117, 243003.
    6. T.V. Lisykina, S.V. Popruzhenko and A. Macchi, Inverse Faraday Effect driven by the radiation reaction force, New Journal of Physics 18, 072001.
    7. V.S. Popov, V.D. Mur, N.B. Narozhny and S.V. Popruzhenko, On electron-positron pair creation by the field of intense laser radiation from vacuum, JETP 149, 623 (in Russian).
    8. E.G. Gelfer, Generation of quantum electrodynamic cascades by colliding laser pulses, Quantum Electronics 46 (4), 310 (2016)
    9. M. Jirka, O. Klimo, S.V. Bulanov, T. Zh. Esirkepov, E. Gelfer, S.S. Bulanov, S. Weber, G. Korn, Electron dynamics and γ and e− e+ production by colliding laser pulses, Physical Review E 93 (2), 023207 (2016)
    10. E.G. Gelfer, H. Kadlecová, O. Klimo, S. Weber, G. Korn, Gravitational waves generated by laser accelerated relativistic ions, Physics of Plasmas 23 (9), 093107 (2016)
    11. S.Y. Gus’kov, F.A. Korneev Neutronless nuclear reaction at inertial confinement of the magnetized plasma of laser-accelerated protons and boron nuclei, JETP letters 104 (1), 1-5 (2016)
    12. T Pisarczyk, SY Gus’kov, T Chodukowski, J Dostal, R Dudzak et al Comprehensive investigation of laser energy transport to a massive planar targets with femtosecond polaro-interferometry, (2016)