MeV与GeV能量及线性与吹出 regime 下一维电子等离子体尾场加速的差异
等离子体物理
2018-03-21 v2 太阳与恒星天体物理
加速器物理
空间物理
摘要
在一些实验室和大多数天体物理情形中，电子的等离子体尾场加速是一维的，即可以忽略垂直于束流运动方向的变化。因此，我们进行了电子等离子体尾场加速的一维(1D)、粒子在胞(PIC)、全电磁模拟，以研究MeV与GeV能量以及线性与吹出(blowout) regime 下电子等离子体尾场加速的差异。首先，我们表明在使用流体模拟时需谨慎，因为PIC模拟证明电子束团在数百个等离子体周期内不随时间演化的近似仅在其足够相对论性时成立。该结论与等离子体温度无关。我们发现，在线性 regime 和GeV能量下，等离子体尾场产生的加速电场与线性和MeV regime 相似。然而，由于GeV能量驱动束团保持完整的时间长得多，GeV能量情形下的最终加速能量大得多。在GeV能量范围和吹出 regime 下，尾场的加速电场振幅比线性情形大得多，且等离子体尾场的几何尺寸也大得多。因此，需要实现尾随束团的正确定位以达到高效加速。对于所考虑的情形，在GeV吹出 regime 下尾随与驱动电子束团之间应有约的距离。
引用
@article{arxiv.1711.09766,
title = {Differences in 1D electron plasma wake field acceleration in MeV versus GeV and linear versus blowout regimes},
author = {David Tsiklauri},
journal= {arXiv preprint arXiv:1711.09766},
year = {2018}
}
备注
Final accepted for publication in Phys. Plasmas version. To appear tentatively in March 2018 issue