Лазерное кильватерное ускорение в плазменном канале

Автор: | 28.12.2023
Нет комментариев

М. С. Дорожкина, К. В. Балуев, Д. Д. Кутергин, И. К. Лотов, В. А. Минаков, Р. И. Спицын, П. В. Туев, К. В. Лотов

  • М.С.Дорожкина. Федеральный исследовательский центр Институт прикладной физики РАН, Россия, 603950 Н.Новгород, ул. Ульянова, 46; Новосибирский государственный технический университет, Россия, 630073 Новосибирск, просп. Карла Маркса, 20; Институт ядерной физики им. Г.И.Будкера СО РАН, Россия, 630090 Новосибирск, просп. Акад. Лаврентьева, 11
    К.В.Балуев, Д.Д.Кутергин, И.К.Лотов. Новосибирский государственный университет, Россия, 630090 Новосибирск, ул. Пирогова, 2
    В.А.Минаков. Федеральный исследовательский центр Институт прикладной физики РАН, Россия, 603950 Н.Новгород, ул. Ульянова, 46; Институт ядерной физики им. Г.И.Будкера СО РАН, Россия, 630090 Новосибирск, просп. Акад. Лаврентьева, 11; e-mail: V.A.Minakov@inp.nsk.su
    Р.И.Спицын, П.В.Туев, К.В.Лотов. Институт ядерной физики им. Г.И.Будкера СО РАН, Россия, 630090 Новосибирск, просп. Акад. Лаврентьева, 11; Новосибирский государственный университет, Россия, 630090 Новосибирск, ул. Пирогова, 2
Аннотация: Показано, что если в качестве драйвера для плазменного кильватерного ускорителя использовать лазерный импульс Центра исследования экстремального света (Саров), то согласно численному моделированию можно ускорить электронный сгусток с зарядом 50 пКл до энергии 100 ГэВ с разбросом по энергии менее 1 %. Для этого требуется создать плазменный канал длиной 70 м с характерным радиусом 200 мкм и концентрацией плазмы на оси 3×1015 см–3. В плазме большей концентрации темп ускорения выше, но длина ускорения и итоговая энергия меньше. Численно оптимизировать параметры ускорителя удается с помощью квазистатической модели с описанием лазерного импульса через его огибающую, что сокращает время расчетов на несколько порядков по сравнению с полными моделями.
    Ключевые слова: лазерное ускорение, плазменный канал, численное моделирование, плазменное ускорение.
      Поступила в редакцию: 30.11.2022
      Принята в печать: 30.11.2022
        Образец цитирования: Дорожкина М.С., Балуев К.В., Кутергин Д.Д., Лотов И.К., Минаков В.А., Спицын Р.И., Туев П.В., Лотов К.В., “Лазерное кильватерное ускорение в плазменном канале ”, Квантовая электроника, 53 (2), 176–181 (2023).

        Скачать (.pdf)