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Elektron in einem intensiven elektromagnetischen Feld

Illustration der Wirkung eines intensiven elektromagnetischen Felds auf ein Elektron. E, B und die Ausbreitungsrichtung z bilden in dieser Reihenfolge ein rechtshändiges Koordinatensystem. Die Beschleunigung eines negativ geladenen Elektrons in negative E-Feldrichtung bewirkt wegen v (Daumen) x B (Zeigefinger) eine Beschleunigung (Mittelfinger, gespiegelt wegen negativer Ladung) in Vorwärtsrichtung. Die Graphik unten zeigt eine entsprechende Elektronenbahn (grün), rechts aus der Sicht eines mit der mittleren Geschwindigkeit mitbewegten Beobachters, links aus der eines ruhenden. In der Vergrößerung in dem Diagramm oben rechts (rote Kurve) wird deutlich, dass eine starke transversale Auslenkung (hohe Laserintensität) eine noch stärkere Vorwärtsbewegung des Elektrons bewirkt, zum Ende des Laserpulses (rechts) das Elektron jedoch wieder abgebremst wird. Eine dauerhafte Beschleunigung kann durch einen räumlichen Intensitätsgradienten erreicht werden (blaue Trajektorie, die gestrichelte Kurve deutet die radial abfallende Laserintensität an). Das Elektron schwingt die räumliche Intensitätsverteilung quasi hinunter und wird somit dauerhaft beschleunigt (ponderomotorische Beschleunigung, siehe Text).