Dichte Plasmen sind zum Verständnis des Aufbaus von Planeten und Sternen sowie der Trägheitsfusion von großem Interesse und können zum Beispiel durch intensive Laserpulse erzeugt werden. Für die Diagnostik eines dichten Plasmas kann die Thomsonstreuung von Röntgenstrahlung, die das Plasma durchdringen kann, genutzt werden. Diese Technik wurde bereits in zahlreichen Experimenten auf homogene Plasmen angewendet. Mit der Entwicklung von Freie Elektronen Lasern (FEL), wie dem Free electron LASer Hamburg (FLASH) oder die Linac Coherent Light Source (LCLS), Stanford, können seit einigen Jahren durch die kurzen Pulsdauern dieser FELs Plasmen während und nach der Licht-Materie-Wechselwirkung diagnostiziert werden. Damit ist es möglich, die Ultrakurzzeitkinetik eines dichten Plasmas bei der Wechselwirkung mit intensiven Laserpulsen innerhalb eines Pump-Probe-Experiments zu untersuchen. Für die Auflösung der Ultrakurzzeitkinetik der Licht-Materie-Wechselwirkung in solch einem Experiment wurden in dieser Arbeit Particle-In-Cell (PIC) und strahlungs-hydrodynamische Simulationen für Wasserstoff, Helium und Kohlenstoff durchgeführt, mit deren Hilfe die resultierenden Thomsonstreuspektren berechnet und mit Ergebnissen aus Experimenten am FLASH und LCLS verglichen werden konnten.
Dense plasmas are relevant for astrophysics or in the concept of the inertial confinement fusion and can be generated by intense laser pulses. X-ray Thomson scattering is a reliable and versatile tool for the diagnostics of such dense plasmas. This method has been used in several experiments on homogeneous targets. With the development of free electron lasers (FEL), e.g. the Free electron LASer Hamburg (FLASH) or the Linac Coherent Light Source (LCLS), Stanford, the light-matter interaction can be investigated due to the short pulse length of these FELs. Therefore, the kinetics on ultrashort time scales of the interaction of intense laser pulses with dense plasmas can be studied within pump-probe experiments. In such experiments a dense plasma is generated via an intense short pulse laser and is probed with brilliant x-ray radiation. For the investigation of the light-matter-interaction of a dense plasma Particle-In-Cell (PIC) and radiation-hydrodynamics simulations were applied on hydrogen, helium and carbon targets. The corresponding Thomson scattering spectra had been derived, which were compared with results from experiments performed at FLASH and LCLS.