Институт ядерной физики им. Г. И. Будкера СО РАН, Новосибирск
Авторы: К.В. Лотов, В.А. Минаков, А.П. Соседкин
Пучок заряженных частиц (драйвер) при прохождении сквозь плазму способен раскачивать в ней ленгмюровскую волну большой амплитуды, называемую кильватерной. Эта волна, в свою очередь, может ускорять частицы с темпом, на порядки превышающим возможности традиционных ускоряющих структур. Отношение максимального ускоряющего поля в волне к полю, замедляющему драйвер, является важным параметром кильватерного ускорителя, называемым коэффициентом трансформации. Чем он больше, тем лучше. Оказалось, что коэффициент трансформации может самопроизвольно увеличиваться из-за движения плазменных ионов. Эффект был обнаружен в численном моделировании и проявляется только при постепенной раскачке волны драйвером из многих коротких микросгустков и только на короткое время. Причиной роста поля является радиальное перераспределение энергии кильватерной волны из-за неоднородности ионной плотности. Эффект важен для оптимизации экспериментов по плазменному ускорению и правильной интерпретации их результатов.
Публикация: V.A.Minakov, A.P.Sosedkin, and K.V.Lotov, Accelerating field enhancement due to ion motion in plasma wakefield accelerators. Plasma Phys. Control. Fusion 61, 114003 (2019).
Государственное задание, тема № 15.4.3 Исследование новых методов ускорения заряженных частиц.