High Power Laser Science and Engineering, Volume. 11, Issue 2, 02000e19(2023)

Towards critical and supercritical electromagnetic fields On the Cover

M. Marklund1、*, T. G. Blackburn1, A. Gonoskov1, J. Magnusson1, S. S. Bulanov2, and A. Ilderton3
Author Affiliations
  • 1Department of Physics, University of Gothenburg, Gothenburg, Sweden
  • 2Lawrence Berkeley National Laboratory, Berkeley, California, USA
  • 3Higgs Centre, School of Physics and Astronomy, University of Edinburgh, Edinburgh, UK
  • show less
    References(93)

    [1] W. Dittrich, H. Gies. Probing the Quantum Vacuum: Perturbative Effective Action Approach in Quantum Electrodynamics and Its Application(2000).

    [2] A. Di Piazza, C. Muller, K. Z. Hatsagortsyan, C. H. Keitel. Rev. Mod. Phys., 84, 1177(2012).

    [3] P. Zhang, S. S. Bulanov, D. Seipt, A. V. Arefiev, A. G. R. Thomas. Phys. Plasmas, 27, 050601(2020).

    [4] A. Gonoskov, T. G. Blackburn, M. Marklund, S. S. Bulanov. Rev. Mod. Phys., 94, 045001(2022).

    [5] A. Fedotov, A. Ilderton, F. Karbstein, B. King, D. Seipt, H. Taya, G. Torgrimsson. Phys. Rep., 1010, 1(2023).

    [6] C. Bula, K. T. McDonald, E. J. Prebys, C. Bamber, S. Boege, T. Kotseroglou, A. C. Melissinos, D. D. Meyerhofer, W. Ragg, D. L. Burke, R. C. Field, G. Horton-Smith, A. C. Odian, J. E. Spencer, D. Walz, S. C. Berridge, W. M. Bugg, K. Shmakov, A. W. Weidemann. Phys. Rev. Lett., 76, 3116(1996).

    [7] D. L. Burke, R. C. Field, G. Horton-Smith, J. E. Spencer, D. Walz, S. C. Berridge, W. M. Bugg, K. Shmakov, A. W. Weidemann, C. Bula, K. T. Mc Donald, E. J. Prebys, C. Bamber, S. J. Boege, T. Koffas, T. Kotseroglou, A. C. Melissinos, D. D. Meyerhofer, D. A. Reis, W. Ragg. Phys. Rev. Lett., 79, 1626(1997).

    [8] J. M. Cole, K. T. Behm, E. Gerstmayr, T. G. Blackburn, J. C. Wood, C. D. Baird, M. J. Duff, C. Harvey, A. Ilderton, A. S. Joglekar, K. Krushelnick, S. Kuschel, M. Marklund, P. McKenna, C. D. Murphy, K. Poder, C. P. Ridgers, G. M. Samarin, G. Sarri, D. R. Symes, A. G. R. Thomas, J. Warwick, M. Zepf, Z. Najmudin, S. P. D. Mangles. Phys. Rev. X, 8, 011020(2018).

    [9] K. Poder, M. Tamburini, G. Sarri, A. Di Piazza, S. Kuschel, C. D. Baird, K. Behm, S. Bohlen, J. M. Cole, D. J. Corvan, M. Duff, E. Gerstmayr, C. H. Keitel, K. Krushelnick, S. P. D. Mangles, P. McKenna, C. D. Murphy, Z. Najmudin, C. P. Ridgers, G. M. Samarin, D. R. Symes, A. G. R. Thomas, J. Warwick, M. Zepf. Phys. Rev. X, 8, 031004(2018).

    [10] J. W. Yoon, Y. G. Kim, I. Choi, J. H. Sung, H. W. Lee, S. K. Lee, C. H. Nam. Optica, 8, 630(2021).

    [11] A. Gonoskov, A. Bashinov, I. Gonoskov, C. Harvey, A. Ilderton, A. Kim, M. Marklund, G. Mourou, A. Sergeev. Phys. Rev. Lett., 113, 014801(2014).

    [12] D. J. Stark, T. Toncian, A. V. Arefiev. Phys. Rev. Lett., 116, 185003(2016).

    [13] M. Tamburini, A. Di Piazza, C. H. Keitel. Sci. Rep., 7, 5694(2017).

    [14] A. Gonoskov, A. Bashinov, S. Bastrakov, E. Efimenko, A. Ilderton, A. Kim, M. Marklund, I. Meyerov, A. Muraviev, A. Sergeev. Phys. Rev. X, 041003(2017).

    [15] E. Wallin, A. Gonoskov, M. Marklund. Phys. Plasmas, 24, 093101(2017).

    [16] B. Lei, J. Wang, V. Kharin, M. Zepf, S. Rykovanov. Phys. Rev. Lett., 120, 134801(2018).

    [17] M. Vranic, O. Klimo, G. Korn, S. Weber. Sci. Rep., 8, 4702(2018).

    [18] A. Benedetti, M. Tamburini, C. H. Keitel. Nat. Photonics, 12, 319(2018).

    [19] O. Jansen, T. Wang, D. J. Stark, E. d’Humières, T. Toncian, A. V. Arefiev. Plasma Phys. Control. Fusion, 60, 054006(2018).

    [20] J. Magnusson, A. Gonoskov, M. Marklund, T. Z. Esirkepov, J. K. Koga, K. Kondo, M. Kando, S. V. Bulanov, G. Korn, S. S. Bulanov. Phys. Rev. Lett., 122, 254801(2019).

    [21] J. Magnusson, A. Gonoskov, M. Marklund, T. Z. Esirkepov, J. K. Koga, K. Kondo, M. Kando, S. V. Bulanov, G. Korn, C. G. R. Geddes, C. B. Schroeder, E. Esarey, S. S. Bulanov. Phys. Rev. A, 100, 063404(2019).

    [22] E. S. Efimenko, A. V. Bashinov, S. I. Bastrakov, A. A. Gonoskov, A. A. Muraviev, I. B. Meyerov, A. V. Kim, A. M. Sergeev. Sci. Rep., 8, 2329(2018).

    [23] E. S. Efimenko, A. V. Bashinov, A. A. Gonoskov, S. I. Bastrakov, A. A. Muraviev, I. B. Meyerov, A. V. Kim, A. M. Sergeev. Phys. Rev. E, 99, 031201(2019).

    [24] R. Turolla, S. Zane, A. Watts. Rep. Prog. Phys., 78, 116901(2015).

    [25] V. M. Kaspi, A. Beloborodov. Ann. Rev. Astron. Astrophys., 55, 261(2017).

    [27] H. Abramowicz, U. Acosta, M. Altarelli, R. Aßmann, Z. Bai, T. Behnke, Y. Benhammou, T. Blackburn, S. Boogert, O. Borysov, M. Borysova, R. Brinkmann, M. Bruschi, F. Burkart, K. Büßer, N. Cavanagh, O. Davidi, W. Decking, U. Dosselli, N. Elkina, A. Fedotov, M. Firlej, T. Fiutowski, K. Fleck, M. Gostkin, C. Grojean, J. Hallford, H. Harsh, A. Hartin, B. Heinemann, T. Heinzl, L. Helary, M. Hoffmann, S. Huang, X. Huang, M. Idzik, A. Ilderton, R. Jacobs, B. Kämpfer, B. King, H. Lahno, A. Levanon, A. Levy, I. Levy, J. List, W. Lohmann, T. Ma, A. J. Macleod, V. Malka, F. Meloni, A. Mironov, M. Morandin, J. Moron, E. Negodin, G. Perez, I. Pomerantz, R. Pöschl, R. Prasad, F. Quéré, A. Ringwald, C. Rödel, S. Rykovanov, F. Salgado, A. Santra, G. Sarri, A. Sävert, A. Sbrizzi, S. Schmitt, U. Schramm, S. Schuwalow, D. Seipt, L. Shaimerdenova, M. Shchedrolosiev, M. Skakunov, Y. Soreq, M. Streeter, K. Swientek, N. Tal Hod, S. Tang, T. Teter, D. Thoden, A. I. Titov, O. Tolbanov, G. Torgrimsson, A. Tyazhev, M. Wing, M. Zanetti, A. Zarubin, K. Zeil, M. Zepf, A. Zhemchukov. Eur. Phys. J. Spec. Top, 230, 2445(2021).

    [28] V. Yakimenko, L. Alsberg, E. Bong, G. Bouchard, C. Clarke, C. Emma, S. Green, C. Hast, M. J. Hogan, J. Seabury, N. Lipkowitz, B. O'Shea, D. Storey, G. White, G. Yocky. Phys. Rev. Accel. Beams, 22, 101301(2019).

    [29] S. S. Bulanov, N. B. Narozhny, V. D. Mur, V. S. Popov. J. Exp. Theoret. Phys., 102, 9(2006).

    [30] A. M. Fedotov, N. B. Narozhny, G. Mourou, G. Korn. Phys. Rev. Lett., 105, 080402(2010).

    [31] S. S. Bulanov, T. Zh. Esirkepov, A. G. R. Thomas, J. K. Koga, S. V. Bulanov. Phys. Rev. Lett., 105, 220407(2010).

    [32] A. Gonoskov, I. Gonoskov, C. Harvey, A. Ilderton, A. Kim, M. Marklund, G. Mourou, A. Sergeev. Phys. Rev. Lett., 111, 060404(2013).

    [33] C. Baumann, E. N. Nerush, A. Pukhov, I. Y. Kostyukov. Sci. Rep., 9, 9407(2019).

    [34] H. Vincenti. Phys. Rev. Lett., 123, 105001(2019).

    [35] E. N. Nerush, I. Y. Kostyukov, A. M. Fedotov, N. B. Narozhny, N. V. Elkina, H. Ruhl. Phys. Rev. Lett., 106, 035001(2011).

    [36] A. Sampath, M. Tamburini. Phys. Plasmas, 25, 083104(2018).

    [37] K. Landecker. Phys. Rev., 86, 852(1952).

    [38] S. V. Bulanov, T. Esirkepov, T. Tajima. Phys. Rev. Lett., 91, 085001(2003).

    [39] N. M. Naumova, J. A. Nees, I. V. Sokolov, B. Hou, G. A. Mourou. Phys. Rev. Lett., 92, 063902(2004).

    [40] S. Gordienko, A. Pukhov, O. Shorokhov, T. Baeva. Phys. Rev. Lett., 94, 103903(2005).

    [41] A. A. Gonoskov, A. V. Korzhimanov, A. V. Kim, M. Marklund, A. M. Sergeev. Phys. Rev. E, 84, 046403(2011).

    [42] S. V. Bulanov, T. Z. Esirkepov, M. Kando, A. S. Pirozhkov, N. N. Rosanov. Uspekhi Fizicheskih Nauk, 183, 449(2013).

    [43] I. M. Bassett. Opt. Acta, 33, 279(1986).

    [44] I. Gonoskov, A. Aiello, S. Heugel, G. Leuchs. Phys. Rev. A, 86, 053836(2012).

    [45] T. M. Jeong, S. V. Bulanov, P. V. Sasorov, S. S. Bulanov, J. K. Koga, G. Korn. Opt. Express, 28, 13991(2020).

    [47] E. Panova, V. Volokitin, E. Efimenko, J. Ferri, T. Blackburn, M. Marklund, A. Muschet, A. De Andres Gonzalez, P. Fischer, L. Veisz, I. Meyerov, A. Gonoskov. Appl. Sci., 11, 956(2021).

    [48] A. V. Bashinov, E. S. Efimenko, A. A. Muraviev, V. D. Volokitin, I. B. Meyerov, G. Leuchs, A. M. Sergeev, A. V. Kim. Phys. Rev. E, 105, 065202(2022).

    [49] C. Olofsson, A. Gonoskov. Phys. Rev. A, 106, 063512(2022).

    [50] S. F. Martins, J. P. Santos, R. A. Fonseca, L. O. Silva. Phys. Scripta, 2004, 118(2004).

    [51] N. H. Matlis, S. Reed, S. S. Bulanov, V. Chvykov, G. Kalintchenko, T. Matsuoka, P. Rousseau, V. Yanovsky, A. Maksimchuk, S. Kalmykov, G. Shvets, M. C. Downer. Nat. Phys., 2, 749(2006).

    [52] V. V. Kulagin, V. A. Cherepenin, M. S. Hur, H. Suk. Phys. Rev. Lett., 99, 124801(2007).

    [53] J. Meyer-Ter-Vehn, H. C. Wu. Eur. Phys. J. D, 55, 433(2009).

    [54] D. Habs, M. Hegelich, J. Schreiber, M. Gross, A. Henig, D. Kiefer, D. Jung. Appl. Phys. B, 93, 349(2008).

    [55] S. S. Bulanov, A. Maksimchuk, K. Krushelnick, K. I. Popov, V. Y. Bychenkov, W. Rozmus. Phys. Lett. Sect. A, 374, 476(2010).

    [56] T. Z. Esirkepov, S. V. Bulanov, M. Kando, A. S. Pirozhkov, A. G. Zhidkov. Phys. Rev. Lett., 103, 025002(2009).

    [57] S. V. Bulanov, N. M. Naumova, F. Pegoraro. Phys. Plasmas, 1, 745(1994).

    [58] R. Lichters, J. Meyer-ter Vehn, A. Pukhov. Phys. Plasmas, 3, 3425(1996).

    [59] D. von der Linde, K. Rzàzewski. Appl. Phys. B, 63, 499(1996).

    [60] S. Gordienko, A. Pukhov, O. Shorokhov, T. Baeva. Phys. Rev. Lett., 93, 115002(2004).

    [61] T. Baeva, S. Gordienko, A. Pukhov. Phys. Rev. E, 74, 046404(2006).

    [62] B. Dromey, D. Adams, R. Hörlein, Y. Nomura, S. G. Rykovanov, D. C. Carroll, P. S. Foster, S. Kar, K. Markey, P. McKenna, D. Neely, M. Geissler, G. D. Tsakiris, M. Zepf. Nat. Phys., 5, 146(2009).

    [63] D. A. Der Brügge, A. Pukhov. Phys. Plasmas, 17, 033110(2010).

    [64] A. Gonoskov. Phys. Plasmas, 25, 013108(2018).

    [65] M. Blanco, M. T. Flores-Arias, A. Gonoskov. Phys. Plasmas, 25, 093114(2018).

    [66] T. G. Blackburn, A. A. Gonoskov, M. Marklund. Phys. Rev. A, 98, 023421(2018).

    [67] C. Rödel, D. an der Brügge, J. Bierbach, M. Yeung, T. Hahn, B. Dromey, S. Herzer, S. Fuchs, A. G. Pour, E. Eckner, M. Behmke, M. Cerchez, O. Jäckel, D. Hemmers, T. Toncian, M. C. Kaluza, A. Belyanin, G. Pretzler, O. Willi, A. Pukhov, M. Zepf, G. G. Paulus. Phys. Rev. Lett., 109, 125002(2012).

    [68] A. Gonoskov. , “Ultra-intense laser-plasma interaction for applied and fundamental physics,” PhD. Thesis (Umea Universitet, ).(2013).

    [69] A. Gonoskov, S. Bastrakov, E. Efimenko, A. Ilderton, M. Marklund, I. Meyerov, A. Muraviev, A. Sergeev, I. Surmin, E. Wallin. Phys. Rev. E, 92, 023305(2015).

    [70] A. Bourdier. Phys. Fluids, 26, 1804(1983).

    [71] S. Bhadoria, T. Blackburn, A. Gonoskov, M. Marklund. Phys. Plasmas, 29, 093109(2022).

    [72] A. V. Bashinov, A. A. Gonoskov, A. V. Kim, G. Mourou, A. M. Sergeev. Eur. Phys. J. Spec. Top., 223, 1105(2014).

    [73] E. N. Nerush, I. Y. Kostyukov, L. Ji, A. Pukhov. Phys. Plasmas, 21, 013109(2014).

    [74] D. E. Rivas, A. Borot, D. E. Cardenas, G. Marcus, X. Gu, D. Herrmann, J. Xu, J. Tan, D. Kormin, G. Ma, W. Dallari, G. D. Tsakiris, I. B. Földes, S. w. Chou, M. Weidman, B. Bergues, T. Wittmann, H. Schröder, P. Tzallas, D. Charalambidis, O. Razskazovskaya, V. Pervak, F. Krausz, L. Veisz. Sci. Rep., 7, 5224(2017).

    [75] T. K. Gustafson, J. P. Taran, H. A. Haus, J. R. Lifsitz, P. L. Kelley. Phys. Rev., 177, 306(1969).

    [76] P. Kaw. Phys. Fluids, 13, 472(1970).

    [77] A. A. Gonoskov, A. V. Korzhimanov, V. I. Eremin, A. V. Kim, A. M. Sergeev. Phys. Rev. Lett., 102, 184801(2009).

    [78] S. A. Reed, T. Matsuoka, S. Bulanov, M. Tampo, V. Chvykov, G. Kalintchenko, P. Rousseau, V. Yanovsky, R. Kodama, D. W. Litzenberg, K. Krushelnick, A. Maksimchuk. Appl. Phys. Lett., 94, 201117(2009).

    [79] H. Y. Wang, C. Lin, Z. M. Sheng, B. Liu, S. Zhao, Z. Y. Guo, Y. R. Lu, X. T. He, J. E. Chen, X. Q. Yan. Phys. Rev. Lett., 107, 265002(2011).

    [80] S. S. Bulanov, V. D. Mur, N. B. Narozhny, J. Nees, V. S. Popov. Phys. Rev. Lett., 104, 220404(2010).

    [81] A. Pálffy, S. V. Popruzhenko. Phys. Rev. Lett., 124, 212505(2020).

    [82] E. K. Akhmedov. Phys. At. Nucl., 74, 12991315(2011).

    [83] V. I. Ritus. Sov. Phys. JETP, 30, 1181(1970).

    [84] N. B. Narozhny. Phys. Rev. D, 21, 1176(1980).

    [85] T. Heinzl, A. Ilderton, B. King. Phys. Rev. Lett., 127, 061601(2021).

    [86] A. M. Fedotov. J. Phys. Conf. Ser., 826, 012027(2017).

    [87] T. Podszus, A. Di Piazza. Phys. Rev. D, 99, 076004(2019).

    [88] A. Ilderton. Phys. Rev. D, 99, 085002(2019).

    [89] T. G. Blackburn, A. Ilderton, M. Marklund, C. P. Ridgers. New J. Phys., 21, 053040(2019).

    [90] V. Yakimenko, S. Meuren, F. Del Gaudio, C. Baumann, A. Fedotov, F. Fiuza, T. Grismayer, M. J. Hogan, A. Pukhov, L. O. Silva, G. White. Phys. Rev. Lett., 122, 190404(2019).

    [91] A. Di Piazza, T. N. Wistisen, M. Tamburini, U. I. Uggerhøj. Phys. Rev. Lett., 124, 044801(2020).

    [92] M. Tamburini, S. Meuren. Phys. Rev. D, 104, L091903(2021).

    [93] F. Karbstein. Phys. Rev. Lett., 122, 211602(2019).

    Tools

    Get Citation

    Copy Citation Text

    M. Marklund, T. G. Blackburn, A. Gonoskov, J. Magnusson, S. S. Bulanov, A. Ilderton. Towards critical and supercritical electromagnetic fields[J]. High Power Laser Science and Engineering, 2023, 11(2): 02000e19

    Download Citation

    EndNote(RIS)BibTexPlain Text
    Save article for my favorites
    Paper Information

    Category: Research Articles

    Received: Oct. 11, 2022

    Accepted: Dec. 20, 2022

    Posted: Dec. 22, 2022

    Published Online: Apr. 17, 2023

    The Author Email: M. Marklund (mattias.marklund@physics.gu.se)

    DOI:10.1017/hpl.2022.46

    Topics