Gamma-ray detection and generation inside near critical region

Abstract

V posledních letech interakce laseru s plazmatem vedly k produkci fotonů s rostoucí energií, dosahující nyní až do oblasti GeV. Jedním z perspektivních mechanismů je přímá akcelerace elektronu laserem (Direct Laser Acceleration), která slibuje vysokou účinnost konverze energie laseru na energii fotonů. V této práci byly provedeny simulace metodou Particle-In-Cell (PIC) za účelem nalezení parametrů vhodných pro efektivní generaci fotonů. Současně byl navržen a realizován speciální detektor založený na stohovaných scintilátorech, který umožňuje přesné měření krátkých záblesků vysokoenergetických fotonů až do 200 MeV v experimentech s PW lasery.In recent years, laserplasma interactions have produced photons with ever-increasing energies, now reaching the GeV scale. One promising mechanism is Direct Laser Acceleration, which offers high conversion efficiency from laser energy to photon energy. In this thesis, particle-in-cell simulations were performed to scan the relevant parameters for efficient photon generation. A dedicated detector based on stacked scintillators was designed and implemented, enabling precise measurements of short bursts of high-energy photons, including the two Co60 photopeaks and photons up to 200 MeV in PW-scale laser experiments.