通过高能质子束调制测量的等离子体柱演化
加速器物理
2020-06-18 v1 等离子体物理
摘要
等离子体尾场加速是一种利用比传统射频腔中大数个量级的电磁场来加速粒子束的方法。等离子体尾场加速器的核心组件是等离子体源，其范围从激光驱动实验中使用的毫米级气体喷流，到AWAKE实验中使用的十米长铷池。中性气体的密度是实验的受控输入，但电离后的等离子体密度取决于诸多因素。AWAKE利用高能质子束驱动等离子体尾场，而尾场以等离子体频率调制质子束团的方式反作用于质子束团。我们通过测量质子束团的调制频率来推断等离子体密度，并通过改变质子束相对于电离激光脉冲的到达时间来衡量密度随时间的演化。利用该技术，我们揭示出一段微秒量级的稳定等离子体密度时期，其后密度迅速衰减。电离后等离子体的稳定性对于设计可用于将粒子束加速至极高能量的更长蒸汽池具有意义。
引用
@article{arxiv.2006.09991,
title = {Evolution of a plasma column measured through modulation of a high-energy proton beam},
author = {S. Gessner and the AWAKE Collaboration},
journal= {arXiv preprint arXiv:2006.09991},
year = {2020}
}