激光-等离子体纤维束中驱动式光晶加速器的实验演示
等离子体物理
2026-02-27 v1
摘要
在低压气体中传播的亚秒激光脉冲可生成等离子体纤维束，建立了新的等离子体光晶加速框架。与依赖机械约束或预形等离子体通道的传统方案不同，此方法利用固有的非线性光-物质相互作用，大大降低了产生等离子体所需的能量。这进而允许实现可调节的加速阶段，潜在可operating在kHz以上重复率，具有米级的相互作用长度和亚十微米级的横向尺寸。此外，激光-等离子体纤维束的可重复性远高于最先进的放电等离子体，其中破裂过程以随机且不可控的方式启动。结果，激光驱动的等离子体形成提供了对等离子体参数更可靠的控制。本文报告了在激光生成等离子体纤维束中对电子簇进行驱动式光晶加速器加速的示范实验，加速场超过250 MV/m。结果与数值仿真结果得到良好一致，提供了该物理过程的完整图景。除了粒子加速器外，此概念还连接了激光纤维化物理、先进等离子体光子学和紧凑型加速器技术，为可持续的高重复率等离子体设施提供了前景的途径。
关键词
引用
@article{arxiv.2602.22841,
title = {Experimental Demonstration of Beam-Driven Wakefield Acceleration in Laser-Plasma Filament},
author = {M. Galletti and L. Verra and A. Biagioni and M. Carillo and L. Crincoli and R. Demitra and G. Parise and G. Di Pirro and R. Pompili and F. Stocchi and F. Villa and A. Zigler and M. Ferrario},
journal= {arXiv preprint arXiv:2602.22841},
year = {2026}
}