横向束尺寸对电子束驱动等离子体尾场加速中尾场与驱动束动力学的影响
等离子体物理
2019-09-24 v1
摘要
本文采用二维流体模拟技术研究相对论电子束在冷均匀等离子体中驱动的尾场。研究表明，当刚性束的横向尺寸大于其纵向延伸时，尾波在极限情况下呈现纯静电形式，模拟结果与 Ratan 等人 [Phys. Plasmas, 22, 073109 (2015)] 给出的一维结果吻合良好。在另一极限下，当横向尺寸等于或小于纵向延伸时，尾波本质上为电磁性质。此外，还对刚性双抛物型束的二维尾场进行了线性理论分析，并与模拟结果作了比较。研究还表明，衡量加速过程效率的关键参数变换比，在二维系统（即横向延伸小于纵向长度的束）中高于一维系统（横向延伸大于纵向长度的束）。进一步将驱动束的自洽演化纳入模拟后，我们发现束在等离子体内传播时发生的横向箍缩远早于纵向修正。由于系统中存在横向维度，Tsiklauri 等人 [Phys. Plasmas, 25, 032114 (2018)] 给出的一维刚性极限被修正。我们也展示了二维束-等离子体系统中驱动束的修正刚性极限。
引用
@article{arxiv.1909.09874,
title = {Effect of Transverse Beam Size on the Wakefields and Driver Beam Dynamics in Electron Beam Driven Plasma Wakefield Acceleration},
author = {Ratan Kumar Bera and Devshree Mandal and Amita Das and Sudip Sengupta},
journal= {arXiv preprint arXiv:1909.09874},
year = {2019}
}