Statistical domain wall roughness analysis through correlations

The geometry and morphology of magnetic domain walls (DWs) are closely related to their dynamics when driven by external forces. Under some reliable approximations DWs can be considered self-affine interfaces, so universal laws govern their behavior. On the other hand, large-scale DW structure has been less explored so far. Recently, it has been shown that bubble-like magnetic domains can be strongly deformed on a large scale by applying alternating (ac) magnetic field pulses. In the present paper, we conduct a comprehensive analysis of DW structure at both small and large length scales in bubble-like domains present in ferromagnetic thin films with perpendicular anisotropy, focusing on its initial evolution under the application of ac magnetic pulses. Results obtained from the widely used roughness correlation function B(r) and its corresponding structure factor, are consistent with those obtained from the spatial autocorrelation function of DW fluctuations. Whereas the roughness exponent slightly increases during the ac evolution, a strong deformation is observed at a large scale, where a striking periodicity (statistically speaking) is observed. This period is probably determined by the boundary conditions and a characteristic intrinsic length.Fil: Domenichini, Pablo Exequiel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Salta. Instituto de Investigaciones en Energía no Convencional. Universidad Nacional de Salta. Facultad de Ciencias Exactas. Departamento de Física. Instituto de Investigaciones en Energía no Convencional; ArgentinaFil: Pasquini, Gabriela. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Física; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Física de Buenos Aires. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Física de Buenos Aires; ArgentinaFil: Capeluto, Maria Gabriela. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Física de Buenos Aires. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Física de Buenos Aires; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Física; Argentin

Diseño de un dispositivo compacto para generar y testear vórtices ópticos

Presentamos un diseño compacto para generar y testear diferentes vórtices ópticos con momento angular orbital (OAM). El diseño consiste en una máscara que contiene un holograma binario y un pinhole. Cuando la máscara es iluminada y el pinhole se bloquea el holograma produce un vórtice óptico con OAM cuya distribución de intensidades se observa en el campo lejano. Cuando se deja pasar la luz proveniente del pinhole se genera una onda de referencia que permite testear de manera interferométrica la distribución especial de fase del haz. Mostramos simulaciones numéricas del experimento para dos clases de haces conteniendo OAM: un haz tipo Laguerre-Gauss y un haz Mathieu.We present a compact design to generate and test different vortex beams with orbital angular momentum (OAM). The design consists of a mask that contains both, a binary amplitude hologram and a pinhole. When the mask is illuminated and the pinhole is blocked, the hologram produces a vortex beam with OAM whose intensity distribution can be observed in the far field. When the pinhole is unblocked a reference wavefront is generated which allows testing interferometrically the spatial phase distribution of the beam. We numerically simulate the experiment for two kind of beams containing OAM: Laguerre-Gaussian like vortex beams and Mathieu beams.Fil: Pabon Riaño, Dudbil Olvasada. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Física de Buenos Aires. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Física de Buenos Aires; ArgentinaFil: Ledesma, Silvia Adriana. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Física de Buenos Aires. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Física de Buenos Aires; ArgentinaFil: Quinteiro, Guillermo Federico. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Física de Buenos Aires. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Física de Buenos Aires; ArgentinaFil: Capeluto, Maria Gabriela. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Física de Buenos Aires. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Física de Buenos Aires; Argentin

Deuterated polyethylene nanowire arrays for high-energy density physics

The interaction of intense, ultrashort laser pulses with ordered nanostructure arrays offers a path to the efficient creation of ultra-high-energy density (UHED) matter and the generation of high-energy particles with compact lasers. Irradiation of deuterated nanowires arrays results in a near-solid density environment with extremely high temperatures and large electromagnetic fields in which deuterons are accelerated to multi-megaelectronvolt energies, resulting in deuterium- deuterium (D-D) fusion. Here we focus on the method of fabrication and the characteristics of ordered arrays of deuterated polyethylene nanowires. The irradiation of these array targets with femtosecond pulses of relativistic intensity and joule-level energy creates a micro-scale fusion environment that produced 2×106 neutrons per joule, an increase of about 500 times with respect to flat solid CD2 targets irradiated with the same laser pulses. Irradiation with 8 J laser pulses was measured to generate up to 1.2 × 107 D-D fusion neutrons per shot.Fil: Capeluto, Maria Gabriela. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Física de Buenos Aires. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Física de Buenos Aires; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Física; Argentina. State University of Colorado - Fort Collins; Estados UnidosFil: Curtis, A.. State University of Colorado - Fort Collins; Estados UnidosFil: Calvi, C.. State University of Colorado - Fort Collins; Estados UnidosFil: Hollinger, R.. State University of Colorado - Fort Collins; Estados UnidosFil: Shlyaptsev, V.N.. State University of Colorado - Fort Collins; Estados UnidosFil: Rocca, J.J.. State University of Colorado - Fort Collins; Estados Unido

Design of a compact device to generate and test beams with orbital angular momentum in the EUV: erratum

The paper by Pabon et al. in Applied Optics [1] was published nearly simultaneously with the article by Pabon et al. in Optica Pura y Aplicada (OPA) [2] by virtue of having been presented to the Ibero-American Meeting IX RIAO/XII OPTILAS. For this reason, the article published in Applied Optics, which contains numerical simulations, experiments in visible wavelengths, and the scaling to EUV wavelengths, did not include the citation to the article published in OPA, which contains the preliminary numerical simulations. However, given that paper [2] reports research carried out before that reported in Ref. [1], it should be considered as part of the references of [1].Fil: Pabon Riaño, Dudbil Olvasada. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Física de Buenos Aires. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Física de Buenos Aires; ArgentinaFil: Ledesma, Silvia Adriana. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Física de Buenos Aires. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Física de Buenos Aires; ArgentinaFil: Quinteiro, G. F.. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Física de Buenos Aires. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Física de Buenos Aires; ArgentinaFil: Capeluto, Maria Gabriela. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Física de Buenos Aires. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Física de Buenos Aires; Argentin

Curvature-driven ac-assisted creep dynamics of magnetic domain walls

The dynamics of micrometer-sized magnetic domains in ultrathin ferromagnetic films is so dramatically slowed down by quenched disorder that the spontaneous elastic tension collapse becomes unobservable at ambient temperature. By magneto-optical imaging we show that a weak zero-bias ac magnetic field can assist such curvature-driven collapse, making the area of a bubble to reduce at a measurable rate, in spite of the negligible effect that the same curvature has on the average creep motion driven by a comparable dc field. An analytical model explains this phenomenon quantitatively.Fil: Domenichini, Pablo Exequiel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Física de Buenos Aires. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Física de Buenos Aires; ArgentinaFil: Paris, F.. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Bariloche; ArgentinaFil: Capeluto, Maria Gabriela. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Física de Buenos Aires. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Física de Buenos Aires; ArgentinaFil: Granada, Mara. Consejo Nacional de Investigaciones Cientificas y Tecnicas. Oficina de Coordinacion Administrativa Ciudad Universitaria. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnologia. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnologia - Nodo Bariloche | Comision Nacional de Energia Atomica. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnologia. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnologia - Nodo Bariloche.; ArgentinaFil: George, J. M.. Université Paris Sud; FranciaFil: Pasquini, Gabriela. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Física de Buenos Aires. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Física de Buenos Aires; ArgentinaFil: Kolton, Alejandro Benedykt. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología - Nodo Bariloche | Comisión Nacional de Energía Atómica. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología - Nodo Bariloche; Argentin

Non-linear excitation of polariton cavity modes in ZnO single nanocombs

Tunable second harmonic (SH) polaritons have been efficiently generated in ZnO nanocombs, when the material is excited close to half of the band-gap. The nonlinear signal couples to the nanocavity modes, and, as a result, Fabry-Pérot resonances with high Q factors of about 500 are detected. Due to the low effective volume of the confined modes, matter-light interaction is very much enhanced. This effect lowers the velocity of the SH polariton in the material by 50 times, and increases the SH confinement inside the nanocavity due to this higher refractive index. We also show that the SH phase-matching condition is achieved through LO-phonon mediation. Finally, birrefringence of the crystal produces a strong SH intensity dependence on the input polarization, with a high polarization contrast, which could be used as a mechanism for light switching in the nanoscale.Fil: Capeluto, Maria Gabriela. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Física de Buenos Aires; ArgentinaFil: Grinblat, Gustavo Sergio. Universidad Nacional de Tucumán. Facultad de Ciencias Exactas y Tecnología. Departamento de Física. Laboratorio de Física del Solido; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Tucumán; ArgentinaFil: Tirado, Monica Cecilia. Universidad Nacional de Tucuman. Facultad de Ciencias Exactas y Tecnologia. Departamento de Fisica. Departamento de Nanomateriales y Propiedades Dielectricas; ArgentinaFil: Comedi, David Mario. Universidad Nacional de Tucumán. Facultad de Ciencias Exactas y Tecnología. Departamento de Física. Laboratorio de Física del Solido; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Tucumán; ArgentinaFil: Bragas, Andrea Veronica. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Física de Buenos Aires; Argentin

Extreme ionization of heavy atoms in solid-density plasmas by relativistic second-harmonic laser pulses

Stripping heavy atoms in solid matter of most of their electrons requires the extreme conditions that exist in astrophysical plasmas, but are difficult to create in the laboratory1–3. Here we demonstrate solid-density gold plasmas with atoms stripped of up to 72 electrons (N-like Au72+) over large target depths. This record ionization is achieved by irradiating solid foils and near-solid-density nanowire arrays with highly relativistic (3 × 1021 W cm−2) second-harmonic femtosecond laser pulses of '10 J energy focused into a 1.6 µm spot. The short wavelength and high intensity enable the interaction to occur at a relativistic critical density4,5 of 1023 cm−3. Solid targets reach a higher average charge in 1- to 2-µm-thick layers, while the less dense nanowire plasmas are heated to much larger depths ('8 µm) by energetic electrons generated near the nanowire tips. Larger laser spots could result in solid Au plasmas ionized up to He-like.Fil: Hollinger, R.. State University of Colorado - Fort Collins; Estados UnidosFil: Wang, S.. State University of Colorado - Fort Collins; Estados UnidosFil: Wang, Y.. State University of Colorado - Fort Collins; Estados UnidosFil: Moreau, A.. State University of Colorado - Fort Collins; Estados UnidosFil: Capeluto, Maria Gabriela. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Física de Buenos Aires. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Física de Buenos Aires; ArgentinaFil: Song, H.. State University of Colorado - Fort Collins; Estados UnidosFil: Rockwood, A.. State University of Colorado - Fort Collins; Estados UnidosFil: Bayarsaikhan, E.. State University of Colorado - Fort Collins; Estados UnidosFil: Kaymak, V.. Universitat Dusseldorf; AlemaniaFil: Pukhov, A.. Universitat Dusseldorf; AlemaniaFil: Shlyaptsev, V.N.. State University of Colorado - Fort Collins; Estados UnidosFil: Rocca, J.J.. State University of Colorado - Fort Collins; Estados Unido

Enhanced electron acceleration in aligned nanowire arrays irradiated at highly relativistic intensities

We report a significant enhancement in both the energy and the flux of relativistic electrons accelerated by ultra-intense laser pulse irradiation (>1 10 21 W cm-2) of near solid density aligned CD2 nanowire arrays in comparison to those from solid CD2 foils irradiated with the same laser pulses. Ultrahigh contrast femtosecond laser pulses penetrate deep into the nanowire array creating a large interaction volume. Detailed three dimensional relativistic particle-in-cell simulations show that electrons originating anywhere along the nanowire length are first driven towards the laser to reach a lower density plasma region near the tip of the nanowires, where they are accelerated to the highest energies. Electrons that reach the lower density plasma experience direct laser acceleration up to the dephasing length, where they outrun the laser pulse. This yields an electron beam characterized by a 3 higher electron temperature and an integrated flux 22.4 larger respect to foil targets. Additionally, the generation of >1 MeV photons were observed to increase up to 4.5.Fil: Moreau, A.. State University of Colorado - Fort Collins; Estados UnidosFil: Hollinger, R.. State University of Colorado - Fort Collins; Estados UnidosFil: Calvi, C.. State University of Colorado - Fort Collins; Estados UnidosFil: Wang, S.. State University of Colorado - Fort Collins; Estados UnidosFil: Wang, Y.. State University of Colorado - Fort Collins; Estados UnidosFil: Capeluto, Maria Gabriela. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Física de Buenos Aires. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Física de Buenos Aires; ArgentinaFil: Rockwood, A.. State University of Colorado - Fort Collins; Estados UnidosFil: Curtis, A.. State University of Colorado - Fort Collins; Estados UnidosFil: Kasdorf, S.. State University of Colorado - Fort Collins; Estados UnidosFil: Shlyaptsev, V.N.. State University of Colorado - Fort Collins; Estados UnidosFil: Kaymak, V.. Universitat Dusseldorf; AlemaniaFil: Pukhov, A.. Universitat Dusseldorf; AlemaniaFil: Rocca, J.J.. State University of Colorado - Fort Collins; Estados Unido

Ion acceleration from microstructured targets irradiated by high-intensity picosecond laser pulses

Structures on the front surface of thin foil targets for laser-driven ion acceleration have been proposed to increase the ion source maximum energy and conversion efficiency. While structures have been shown to significantly boost the proton acceleration from pulses of moderate-energy fluence, their performance on tightly focused and high-energy lasers remains unclear. Here, we report the results of laser-driven three-dimensional (3D)-printed microtube targets, focusing on their efficacy for ion acceleration. Using the high-contrast (∼1012) PHELIX laser (150J, 1021W/cm2), we studied the acceleration of ions from 1-μm-thick foils covered with micropillars or microtubes, which we compared with flat foils. The front-surface structures significantly increased the conversion efficiency from laser to light ions, with up to a factor of 5 higher proton number with respect to a flat target, albeit without an increase of the cutoff energy. An optimum diameter was found for the microtube targets. Our findings are supported by a systematic particle-in-cell modeling investigation of ion acceleration using 2D simulations with various structure dimensions. Simulations reproduce the experimental data with good agreement, including the observation of the optimum tube diameter, and reveal that the laser is shuttered by the plasma filling the tubes, explaining why the ion cutoff energy was not increased in this regime.Fil: Bailly Grandvaux, M.. University of California at San Diego; Estados UnidosFil: Kawahito, D.. University of California at San Diego; Estados UnidosFil: McGuffey, C.. University of California at San Diego; Estados UnidosFil: Strehlow, J.. University of California at San Diego; Estados UnidosFil: Edghill, B.. University of California at San Diego; Estados UnidosFil: Wei, M.S.. Laboratory For Laser Energetics; Estados UnidosFil: Alexander, N.. General Atomics; Estados UnidosFil: Haid, A.. General Atomics; Estados UnidosFil: Brabetz, C.. Helmholtzzentrum Für Schwerionenforschung; AlemaniaFil: Bagnoud, V.. Helmholtzzentrum Für Schwerionenforschung; AlemaniaFil: Hollinger, R.. State University of Colorado - Fort Collins; Estados UnidosFil: Capeluto, Maria Gabriela. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Física de Buenos Aires. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Física de Buenos Aires; ArgentinaFil: Rocca, J.J.. State University of Colorado - Fort Collins; Estados UnidosFil: Beg, F.N.. University of California at San Diego; Estados Unido

Design of a phase-shifting interferometer in the extreme ultraviolet for high-precision metrology

The design of a phase-shift interferometer in the extreme ultraviolet (EUV) is described. The interferometer is expected to achieve a significantly higher precision as compared with similar instruments that utilize lasers in the visible range. The interferometer’s design is specifically adapted for its utilization with a table top pulsed capillary discharge EUV laser. The numerical model evaluates the errors in the interferograms and in the retrieved wavefront induced by the shot-to-shot fluctuations and pointing instabilities of the laser.Fil: Capeluto, Maria Gabriela. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Física; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Marconi, Mario Carlos. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Física de Buenos Aires. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Física de Buenos Aires; ArgentinaFil: Iemmi, Claudio César. State University of Colorado Boulder; Estados Unido