О лазерно-плазменном ускорении поляризованных электронов до энергий в несколько ТэВ

Аннотация: Исследован процесс многостадийного ускорения поляризованных электронов в кильватерном поле релятивистского фемтосекундного лазерного импульса. Продемонстрирован основной механизм роста эмиттанса бесконечно короткого пучка электронов при умеренно нелинейном режиме лазерно-плазменного ускорения. Определены основные условия подбора начальных параметров сгустка электронов, позволяющие минимизировать перемешивание фаз бетатронных колебаний частиц в срезе пучка и рост эмиттанса в процессе ускорения. Изучен метод плавного ввода электронного сгустка в ускорительную стадию и плавного вывода его из нее, позволяющий сохранить основные характеристики пучка, такие как эмиттанс и поляризация, для дальнейшей транспортировки и ускорения частиц. Проведено исследование влияния силы радиационного трения и механизма радиационной поляризации на процесс деполяризации частиц при ускорении до энергий ~4 ТэВ в модельных полях, характерных для умеренно нелинейного и сильно нелинейного режимов лазерно-плазменного ускорения.

Ключевые слова: радиационная поляризация, прецессия спина, лазерно-плазменное ускорение, многостадийное ускорение, динамика эмиттанса.