金锥-毛细管增强的质子激光辐射压加速

提出了一种采用金锥-毛细管的方案来改进质子加速，并利用二维粒子-in-细胞（particle-in-cell）模拟研究了相关问题。结果表明，该锥-毛细管能高效引导并准直质子至更长距离，从而获得更好的束流质量，其密度密集 $\geq10n_c$，单能峰值能量 $E_k \sim 1.51~\mathrm{GeV}$，空间发射度 $\sim0.0088~\mathrm{mm}~\mathrm{mrad}$，发散角 $\theta \sim 1.0^{\circ}$，直径 $\sim 0.5\mathrm{\mu m}$。该增强主要归因于锥与毛细管产生的横向电场聚焦效应，其能极大阻止质子在横向方向膨胀。与无毛细管情况相比，质子能谱具有稳定的单能峰，且发散角在较长时间内接近 $1.0^{\circ}$。此外，探讨了加速效率对毛细管长度的依赖关系，并得到了最优毛细管长度。此类靶材可能有益于许多应用，如惯性聚变中的离子快点火、医学中的质子治疗等。