Многокаскадное лазерно-плазменное ускорение ультракоротких сгустков электронов и позитронов

Аннотация: Предложен вариант многокаскадного ускорения электронов на базе многоканальной лазерной установки с пиковой мощностью лазерного импульса до 15 ПВт в одном канале. В отличие от сильно нелинейных режимов ускорения с наличием кавитации электронной плотности на оси распространения излучения, предложенный умеренно нелинейный режим позволит достичь не только достаточно высоких энергий (60 – 100 ГэВ на трех-пяти каскадах ускорителя), но и высокого качества ускоренных электронных сгустков (относительный разброс по энергиям не более 1 %, нормализованный эмиттанс не более 1 мм·мрад), что важно для многочисленных приложений, таких как проведение прецизионных тестов Стандартной модели, экспериментов по квантовой электродинамике (генерация электрон-позитронных пар), экспериментов по созданию мощных источников коротковолнового (гамма-кванты) излучения. Реализация проекта позволит вплотную подойти к этим важным для развития теории и современных практических приложений исследованиям. Проведенный предварительный аналитический анализ и численное моделирование подтверждают достижимость указанных параметров электронных сгустков в случае реализации предложенного проекта.