Nemlineáris lézerplazma-kölcsönhatásokban keltett gyors elektronok vizsgálata = Investigation of fast electrons generated in nonlinear laserplasma interactions

A két legfontosabb eredménycsoport: Hazai kísérleteink az SZTE KrF lézerével a szilárdtest targeten létrehozott lézerplazma kritikus felülete körüli nemlinearitásokat célozták meg. Az elért 1.5*1017 W/cm2 intenzitás esetén a harmonikusokat már 62 nm hullámhosszig figyeltük meg. Megmutattuk, hogy 1016 W/cm2 intenzitás fölött a harmonikusok viselkedése megváltozik, immár nem tartják meg a nyaláb polarizációját, hanem kevert polarizációjúakká válnak és diffúzan terjednek, amit a kritikus felületnek a Rayleigh-Taylor instabilitás által okozott fodrozódása okoz. Elméleti modellt alkottunk a harmonikusok keltésére mérsékelt intenzitások esetére. Megmutattuk, hogy az ott tapasztalt meglepő polarizációs tulajdonságokat az okozhatta, hogy az optikailag sűrű anyagban lecsengő evaneszcens térben a relativisztikus esethez hasonlóan a vxB erő már kis intenzitásoknál sem elhanyagolható. A "frusztrált totálreflexión" alapuló modellt sikerrel alkalmaztuk egy korábbi kísérlet értelmezéséhez is, ahol a lézerrel fűtött vékony, de optikailag sűrű lézerplazma transzparenssé vált. Gyors elektronokat közvetlenül a garchingi MPQ-val való együttműködésben vizsgáltunk. Megmutattuk, hogy a szilárdtest céltárgyon létrehozott előplazmában a 150 fs hosszú infravörös lézerimpulzus relativisztikusan önfókuszálódik. Az önfókuszálás elősegíti a ~3 MeV hőmérsékletű elektronnyaláb létrehozását, ami vizsgálataink szerint a szilárd targetben jól kollimáltan halad. | The two most important groups of results: Experiments in Hungary were carried out with the KrF laser of the University of Szeged. We investigated nonlinear processes near to the critical density of laser plasmas on solid targets. Using 1.5*1017 W/cm2 intensity harmonics were observed to the 62 nm wavelength. It was shown that above 1016 W/cm2 intensity harmonics will not keep the polarization of the laser beam any more, their polarization will be mixed and the propagation becomes diffuse. This is caused by the rippling of the critical surface caused by the Rayleigh-Taylor instability.Our theoretical model describes harmonics behaviour at modest intensities. In the evanescent field in the optically dense matter the vxB force - similarly to the relativistic case - cannot be neglected even at week intensities. The model based on "frustrated total reflection" was successfully applied to the explanation of an earlier experiment as well, in which the thin but optically thick laser plasma became transparent for the laser radiation. Direct investigation of fast electrons was carried out in a collaboration with the MPQ, Garching. It was shown that in a preplasma on solid target the infrared laser pulse of 150 fs duration will be relativistically self-focused. Self-focusing helps in the generation of an electron beam of ~3MeV, which - according to our observation - propagates well collimated in the solid target

Cluster size distributions in gas jets for different nozzle geometries

Cluster size distributions were investigated in case of different nozzle geometries in argon and xenon using Rayleigh scattering diagnostics. Different nozzle geometries result in different behaviour, therefore both spatial- and temporal cluster size distributions were studied to obtain a well-characterized cluster target. It is shown that the generally used Hagena scaling can result in a significant deviation from the observed data and the behaviour cannot be described by a single material condensation parameter. The results along with the nanoplasma model applied to the data of previous high harmonic generation experiments allow the independent measurement of cluster size and cluster density.Comment: 7 pages, 6 figure

Ultrarövid lágy röntgen impulzusok vizsgálata = Investigation of ultra-short soft x-ray pulses

A tervben három témacsoportot jelöltünk meg: 1. Harmonikusok keltése szilárdtest felületén: Publikáltuk korábbi, 1.5*10^17 W/cm2 intenzitású KrF lézerrel kapott eredményeinket, amelyekben a kritikus réteg fodrozódására adtunk kísérleti bizonyítékot. Az intenzitást sikerrel növeltük meg ötszörösére, de a gyengébb kontraszt miatt nem láttunk a a korábbiaknál magasabb harmonikusokat. A kontraszt javítandó először demonstráltuk a plazmatükör effektus fellépését KrF lézernél. Az MPQ-ban végzett kísérletben sikerrel vizsgáltuk meg a 3 ciklusú impulzussal keltett plazmaharmonikusok polarizációfüggését. 2. Az Ar rezonanciát felhasználó nagy hatásfokú 3. harmonikus keltését vizsgáltuk különböző gázjet konfigurációkkal. Sikerült a fázisillesztést a geometriailag lehetséges optimális hosszig megvalósítani. A konverzió alacsonyabb a korábbi publikációknál, méréseink abszolút kalibrációja folyamatban van. 3. A LiF spektroszkópiájával megmutattuk, hogy az intenzitás növelésével hogyan keletkeznek az egymást követő ionizációs állapotok, és megbecsültük a plazmatükör optimum esetén a plazmahőmérsékletet. Transzmissziós rács spektrométert készítettünk a PALS lézeren végzett kísérleteknél is az 1 keV körüli spektrumok vizsgálatához. Emellett a kapcsolódó lézerkutatásainkban sikerült a KrF lézerkisülés méretét, így az elérhető energiát megnövelni úgy, hogy a kisülés homogén maradt. Új elrendezést javasoltunk gyorsbegyújtásos termonukleáris fúzióra KrF lézerrel. | Three topics were assigned in the project: 1. Harmonics on solid surfaces: Publication of previous results on the rippling of critical surface with 1.5*10^17 W/cm2 KrF laser intensity occurred during the present project. Laser intensity was successfully increased with a factor of 5, but due to the weaker contrast no higher order harmonics were observed. In order to improve the contrast plasma mirror effect was demonstrated the first time for KrF lasers. In an experiment carried out in the MPQ polarization dependence of harmonics was investigated using a 3 cycle laser beam. 2. Third harmonics generation was observed using the Ar resonance with different gas jet configurations. Phase matching was successfully obtained up to the geometrical limit. The conversion was however lower than previously. The absolute calibration of our measurements are under progress. 3. Spectroscopic investigation of LiF plasmas showed the progress of ionization with the appearing subsequent ionization states. Plasma temperature was estimated for the optimal plasma mirror conditions. A transmission grating spectrometer was prepared for the experiments at the PALS laser for spectroscopy around 1 keV. Furthermore our KrF laser researches successfully increased the size of the homogeneous discharge, and thus the obtainable energy. We suggested a new scheme for fast ignition inertial fusion using KrF lasers

Kisüléssel gerjesztett lágy-röntgen lézer kutatása = Investigation of soft x-ray laser excited by discharge

A ˝Kisüléssel gerjesztett lágyröntgen lézer kutatása˝ című kutatási projekt (OTKA T/F 046811, 2004-2006) keretében létrehoztunk Magyarországon (PTE-en) egy működő, kapilláris z-pinch kisüléssel gerjesztett lágy röntgen (46.9 nm) lézert és hozzá a diagnosztikai rendszert, nevezetesen plazma diagnosztikai rendszert (áramerősség mérése Rogowsky tekercs segítségével), spektroszkópiai diagnosztika (röntgen monokromátorral), lézer intenzitás eloszlásának diagnosztikája foszfor ernyő konverterrel (röntgen -> látható), térbeli koherencia méréséhez Young-féle kettős apertúra interferenciás módszer. | In the frame of the project ˝Soft x-ray laser by capillary discharge˝ (OTKA T/F 046811), an operating capillary-discharge soft x-ray laser and diagnostics was built in Hungary (PTE). The laser beam and plasma diagnostics system includes: the time-resolved measurements of electrical current with Rogowsky coil, spectroscopic diagnostics with x-ray monochromator, optical diagnostics of the laser beam intensity with help of phosphor screen converter (x-ray radiation - visible light), measurements of laser beam spatial coherency by using Young-type double aperture interferometric method

Egzotikus atomfizikai folyamatok plazmákban és szilárdtestek felületén = Exotic Atomic Processes in Plasmas and on Solid Surfaces

Kutatási eredményeink többsége a debreceni elektron-ciklotronrezonanciás (ECR) plazma- és ionforrás folyamatos fejlesztésén és többcélú, a plazmafizikától az asztrofizikáig, a nanotechnológiától az orvostudományig terjedő alkalmazásán alapul. A kísérleti elrendezések függvényében vizsgáltuk az előállított nagytöltésű nehézionok, plazmák, ionnyalábok (Ne1+-8+, Ar1+-16+, Xe1+-24+, C601+-3+, ....) paramétereit (ionizációs összetétel, sűrűség, röntgenspektrumok, potenciális és kinetikai energia) és azokat összehasonlítottuk más plazmafizikai kutatások adataival, elősegítve a kozmikus vizsgálatok eredményeinek a teljesebb megértését is. A nagytöltésű ionok és a bizonyos speciális szilárdtestek (funkcionális amorf kalkogenid alapú félvezető rétegek, kapillárisokat tartalmazó polimer rétegek, titán implantátumok, stb.) kölcsönhatásainak specifikus, mikro- és nanoskálán jelentkező tulajdonságait és mechanizmusát kutattuk, különös tekintettel az ionok töltése által keltett átalakulásokra Se, AsSe rétegekben, Ti felületen, valamint mikrokapillárisok belsejében. Ezek alapján céloztuk meg a vizsgált ionnyalábok potenciális alkalmazásait felületi félvezető mikro- és nanostruktúrák in situ előállítására, biokompatibilis implantátumok felületi módosítására, ionnyaláb fókuszáló, irányító mikroeszközök kialakítására. Eredményeink többsége az ECR ionforrás alkalmazására épülő új kutatási-fejlesztési témákat (pl. funkcionizált biokompatibilis anyagok, integrált ionoptika) alapoz meg. | Majority of our research results base on continuous development of the Electron Cyclotron Resonance (ECR) plasma and ion source and its multipurpose application from plasma physics to astrophysics and from nanotechnology to medical sciences. The parameters (composition, density, X-ray spectra, potential and kinetic energy) of the generated highly charged heavy ions (Ne1+-8+, Ar1+-16+, Xe1+-24+, C601+-3+, ....) have been investigated in dependence from the experimental conditions and the results were compared with data of other plasma physics research which enabled understanding more deeply some cosmic phenomena. The specific characteristics and mechanisms of interaction of highly charged ions with solid surfaces (functional amorphous chalcogenide-based semiconductor layers, polymer layers with capillaries, titanium implants, etc.) at micro- and nano-scale dimensions were investigated with a special attention to ion-charge induced transformations in Se, AsSe layers and on Ti surfaces, as well as to the ion transport inside the micro-capillaries. It was the basis of our targeted research on the possibilities of applications of these ion beams for the in situ creation of surface micro- and nanostructures on given semiconductors, for surface modification of biocompatible implants, as well as for development of micro-tools for guiding and focusing ion beams. Most of our results serve a good basis for new ECR-based R&D themes like new biocompatible materials, integrated ion optics

Homologies between a brain-specific identifier (ID) sequence and regions of Harvey murine sarcoma virus and Rous sarcoma virus genomes Putative role of identifier sequences in the tissue specificity of malignant transformation by RNA tumor viruses

AbstractAs a step toward understanding of the tissue specificity of cellular transformation by RNA tumor viruses we looked for the presence of a putative brain specific regulatory (identifier) sequence (C82B) in the genome of various oncornaviruses. The genomes of Harvey murine sarcoma virus and Rous sarcoma virus contain sequences flanking the viral oncogenes with > 80% and > 60% homology to C82B, respectively. We suggest that identifier sequences acquired by oncoviruses may determine the potential target cells of malignant transformation after virus penetration.Nucleic acid homologyRNA tumor virusIdentifier sequenceCell transformationTissue specificit