Betatron radiation from a laser-plasma accelerator

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Die Arbeit beschreibt die Erzeugung hochenergetischer Röntgenstrahlung, bekannt als „Betatronstrahlung“, durch relativistische Laser-Plasma-Wechselwirkung. Es werden experimentelle Techniken zur Charakterisierung dieser Strahlung vorgestellt, die erstmals eine detaillierte Untersuchung der Elektronenbewegung im Plasma ermöglichen. Diese Erkenntnisse sind nicht nur für die Grundlagenwissenschaft von Bedeutung, sondern weisen auch den Weg für die Entwicklung kompakter Laborquellen, die polarisierte, ultrakurze, breitbandige und hochenergetische Röntgenstrahlung emittieren. Die vollständige Charakterisierung der Betatronstrahlung und anderer Parameter für jeden Laserschuss eröffnet die Möglichkeit zur nichtinvasiven Untersuchung der Elektronenoszillation im Plasma auf Mikrometerskala. Erstmals wird der Zusammenhang zwischen der Oszillationsamplitude der Elektronen und der Strahlungscharakteristik experimentell verifiziert. In einer zweiten Experimentreihe wurde ein kompaktes Röntgenpolarimeter entwickelt, das es ermöglichte, den Polarisationszustand der Betatronstrahlung im Einzelschuss-Betrieb zu messen. Dies stellt einen wichtigen Fortschritt dar, um die Schwingungsrichtung der Elektronen und den Polarisationszustand der erzeugten Röntgenstrahlung zu kontrollieren. Diese Kontrolle ist von großem Interesse für Röntgenpolarimetrie und zukünftige Anwendungen von Laser-Plasma-basierten Elektronenbeschleunigern, insbesondere in Komb