The two-dimensional dynamics of solitons appearing during relativistic laser-plasma interaction is investigated. The analysis starts from known soliton models in one space-dimension (1D). Some of the soliton solutions are already unstable in 1D, and all suffer from transverse instability in two dimensions (2D). The most unstable modes are calculated. They give a hint to the 2D structures which appear because of transversal effects. The linear stability considerations are supplemented by full 2D nonlinear simulations.

1.
A. I.
Akhiezer
and
R. V.
Polovin
,
Sov. Phys. JETP
3
,
696
(
1956
).
2.
A. L.
Berkhoer
and
V. E.
Zakharov
,
Sov. Phys. JETP
30
,
344
(
1970
).
3.
A. G.
Litvak
,
Sov. Phys. JETP
30
,
348
(
1970
).
4.
P.
Kaw
and
J.
Dawson
,
Phys. Fluids
13
,
472
(
1970
).
5.
C.
Max
,
J.
Arons
, and
A.
Langdon
,
Phys. Rev. Lett.
33
,
209
(
1974
).
6.
K. H.
Spatschek
,
Phys. Rev. A
16
,
2470
(
1977
).
7.
K. H.
Spatschek
,
J. Plasma Phys.
18
,
293
(
1977
).
8.
M.
Tushentsov
,
A.
Kim
,
D.
Cattani
,
D.
Anderson
, and
M.
Lisak
,
Phys. Rev. Lett.
87
,
275002
(
2001
).
9.
C.
Karle
,
J.
Schweitzer
,
M.
Hochbruck
,
E. W.
Laedke
, and
K. H.
Spatschek
,
J. Comput. Phys.
216
,
138
(
2006
).
10.
B.
Li
,
S.
Ishiguro
,
M. M.
Korić
, and
T.
Sato
,
Phys. Plasmas
14
,
032101
(
2007
).
11.
S.
Bulanov
,
F.
Califano
,
T.
Esirkepov
,
K.
Mima
,
N.
Naumova
,
K.
Nishihara
,
F.
Pegoraro
,
Y.
Sentoku
, and
V. A.
Vshivkov
,
Physica D
152-153
,
682
(
2001
).
12.
L. M.
Gorbunov
and
V. I.
Kirsanov
,
Zh. Eksp. Teor. Fiz.
93
,
509
(
1987
).
13.
S.
Bulanov
,
T.
Esirkepov
,
N.
Naumova
,
F.
Pegoraro
, and
V. A.
Vshivkov
,
Phys. Rev. Lett.
82
,
3440
(
1999
).
14.
Y.
Sentoku
,
T.
Esirkepov
,
K.
Mima
,
K.
Nishihara
,
F.
Califano
,
F.
Pegoraro
,
H.
Sakagami
,
Y.
Kitagawa
,
N.
Naumova
, and
S.
Bulanov
,
Phys. Rev. Lett.
83
,
3434
(
1999
).
15.
N.
Naumova
,
S.
Bulanov
,
T.
Esirkepov
,
D.
Farina
, and
K.
Nishihara
,
Phys. Rev. Lett.
87
,
185004
(
2001
).
16.
K.
Mima
,
M. S.
Jovanović
,
Y.
Sentoku
,
Z.-M.
Sheng
,
M. M.
Škorić
, and
T.
Sato
,
Phys. Plasmas
8
,
2349
(
2001
).
17.
T.
Esirkepov
,
K.
Nishihara
,
S.
Bulanov
, and
F.
Pegoraro
,
Phys. Rev. Lett.
89
,
275002
(
2002
).
18.
M.
Borghesi
,
S.
Bulanov
,
D. H.
Campbell
,
R. J.
Clarke
,
T. Zh.
Esirkepov
,
M.
Galimberti
,
L. A.
Gizzi
,
A. J.
MacKinnon
,
N. M.
Naumova
,
F.
Pegoraro
,
H.
Ruhl
,
A.
Schiavi
, and
O.
Willi
,
Phys. Rev. Lett.
88
,
135002
(
2002
).
19.
M.
Borghesi
,
D. H.
Campbell
,
A.
Schiavi
,
M. G.
Haines
,
O.
Willi
,
A. J.
MacKinnon
,
P.
Patel
,
L. A.
Gizzi
,
M.
Galimberti
,
R. J.
Clark
,
F.
Pegoraro
,
H.
Ruhl
, and
S.
Bulanov
,
Phys. Plasmas
9
,
2214
(
2002
).
20.
S.
Bulanov
and
F.
Pegoraro
,
Phys. Rev. E
65
,
066405
(
2002
).
21.
M.
Borghesi
,
S. V.
Bulanov
,
T. Zh.
Esirkepov
,
S.
Fritzler
,
S.
Kar
,
T. V.
Liseikina
,
V.
Malka
,
F.
Pegoraro
,
L.
Romagnani
,
J. P.
Rousseau
,
A.
Schiavi
,
O.
Willi
, and
A. V.
Zayats
,
Phys. Rev. Lett.
94
,
195003
(
2005
).
22.
G.
Lehmann
,
E. W.
Laedke
, and
K. H.
Spatschek
,
Phys. Plasmas
13
,
092302
(
2006
).
23.
P. K.
Kaw
,
A.
Sen
, and
T.
Katsouleas
,
Phys. Rev. Lett.
68
,
3172
(
1992
).
24.
T.
Esirkepov
,
F. F.
Kamenets
,
S.
Bulanov
, and
N.
Naumova
,
JETP Lett.
68
,
36
(
1998
).
25.
D.
Farina
and
S. V.
Bulanov
,
Phys. Rev. Lett.
86
,
5289
(
2001
).
26.
M.
Lontano
,
S.
Bulanov
, and
J.
Koga
,
Phys. Plasmas
8
,
5113
(
2001
).
27.
S.
Poornakala
,
A.
Das
,
P. K.
Kaw
,
A.
Sen
,
Z.-M.
Sheng
,
Y.
Sentoku
,
K.
Mima
, and
K.
Nishkawa
,
Phys. Plasmas
9
,
3802
(
2002
).
28.
S.
Poornakala
,
A.
Das
,
A.
Sen
, and
P. K.
Kaw
,
Phys. Plasmas
9
,
1820
(
2002
).
29.
M.
Lontano
,
M.
Passoni
, and
S.
Bulanov
,
Phys. Plasmas
10
,
639
(
2003
).
30.
Z.
Li
,
L.
Li
,
H.
Tian
,
G.
Zhou
, and
K. H.
Spatschek
,
Phys. Rev. Lett.
89
,
263901
(
2002
).
31.
M.
Neuer
,
K. H.
Spatschek
, and
Z.
Li
,
Phys. Rev. E
70
,
056605
(
2004
).
32.
P.
Kinsler
and
G.
New
,
Phys. Rev. A
69
,
013805
(
2004
).
33.
V. A.
Kozlov
,
A. G.
Litvak
, and
E. V.
Suvorov
,
Sov. Phys. JETP
49
,
75
(
1979
).
34.
D.
Farina
and
S.
Bulanov
,
Plasma Phys. Controlled Fusion
47
,
A73
(
2005
).
35.
L.
Hadžievski
,
M. S.
Jovanović
,
M. M.
Korić
, and
K.
Mima
,
Phys. Plasmas
9
,
2569
(
2002
).
36.
A.
Mančić
,
L.
Hadžievski
, and
M.
Škorić
,
Phys. Plasmas
13
,
052305
(
2006
).
37.
V.
Saxena
,
A.
Das
,
S.
Sengupta
,
P.
Kaw
, and
A.
Sen
,
Phys. Plasmas
14
,
072307
(
2007
).
38.
E.
Laedke
and
K.
Spatschek
,
Phys. Rev. Lett.
42
,
1534
(
1979
).
39.
D.
Anderson
,
A.
Bondeson
, and
M.
Lisak
,
J. Plasma Phys.
21
,
259
(
1979
).
40.
T. J.
Bridges
,
Proc. R. Soc. London, Ser. A
460
,
2605
(
2004
).
42.
E. W.
Laedke
and
K. H.
Spatschek
,
Phys. Rev. Lett.
52
,
279
(
1984
).
43.
R.
Blaha
,
E.
Laedke
, and
K.
Spatschek
,
Phys. Rev. A
35
,
4273
(
1987
).
44.
G.
Lehmann
,
E. W.
Laedke
, and
K. H.
Spatschek
,
Phys. Plasmas
14
,
103109
(
2007
).
45.
J.
Goodman
,
T.
Hou
, and
E.
Tadmor
,
Numer. Math.
67
,
93
(
1994
).
You do not currently have access to this content.