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2025 article

Laser amplification in e − − μ − -ion plasmas

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Résumé fourni par la source

We investigate laser amplification in ${e}^{\ensuremath{-}}\text{\ensuremath{-}}{\ensuremath{\mu}}^{\ensuremath{-}}\text{\ensuremath{-}}\mathrm{ion}$ plasmas, where negative muons partially replace electrons. Theoretical results reveal a hybrid plasma wave, called $\ensuremath{\mu}$ wave, that exhibits ion-acoustic behavior in long-wavelength regime and Langmuir-like behavior in short-wavelength regime. Besides, the Landau damping of $\ensuremath{\mu}$ wave is smaller than that of Langmuir wave. Particle-in-cell (PIC) simulations confirm the theoretical results of instabilities in ${e}^{\ensuremath{-}}\text{\ensuremath{-}}{\ensuremath{\mu}}^{\ensuremath{-}}\text{\ensuremath{-}}\mathrm{ion}$ plasmas. The $\ensuremath{\mu}$ wave enables efficient laser amplification by suppressing pump-driven spontaneous instabilities through enhanced Landau damping of Langmuir waves. Compared to Raman amplification, $\ensuremath{\mu}$-wave amplification can maintain the Gaussian waveform of the seed laser, avoiding pulse splitting. Compared to strong-coupling Brillouin amplification, $\ensuremath{\mu}$-wave amplification exhibits weaker filamentation instability. Our theoretical model can be generalized to other plasma systems containing two species of negatively charged particles, such as two-temperature electron plasmas and negative-ion plasma. These findings establish ${e}^{\ensuremath{-}}\text{\ensuremath{-}}{\ensuremath{\mu}}^{\ensuremath{-}}\text{\ensuremath{-}}\mathrm{ion}$ plasma as a promising medium for advanced laser amplification schemes.

Ce résumé expose les affirmations des auteurs. BNTIC ne l’interprète pas comme une validation indépendante des résultats.

Contrôle bibliographique ouvert

DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé, mais le titre doit être comparé manuellement.

Titre Crossref
Laser amplification in <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mrow> <mml:msup> <mml:mi>e</mml:mi> <mml:mo>−</mml:mo> </mml:msup> <mml:mtext>−</mml:mtext> <mml:msup> <mml:mi>μ</mml:mi> <mml:mo>−</mml:mo> </mml:msup> </mml:mrow> </mml:math> -ion plasmas
Date Crossref
22/10/2025
Éditeur
American Physical Society (APS)
Type
journal-article

Ce recoupement confirme des métadonnées liées au DOI. Il ne confirme ni la méthode ni les conclusions de l’étude et ne compte pas comme une seconde source scientifique indépendante.

Institutions déclarées

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Sujets associés

Laser-Plasma Interactions and DiagnosticsAtomic and Molecular PhysicsCold Atom Physics and Bose-Einstein Condensates

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