通过量子辐射压缩产生准单能质子束
等离子体物理
2021-04-30 v1
摘要
致密的高能单能质子束对于广泛应用至关重要，因此现代激光等离子体离子加速方法旨在获得能量展宽尽可能低的高能质子束。在本工作中，我们提出一种量子辐射压缩方法，对已高度加速的质子束进行后压缩并将其转换为致密的准单能质子束。我们发现，当辐射压力加速产生的相对论等离子体迎头撞上超强激光束时，由于量子辐射反作用和有质动力，激发出大幅等离子体振荡，从而对位于其具有负梯度的加速相位中的质子相空间产生压缩。我们的三维自旋分辨QED粒子网格模拟表明，在不久的将来的激光装置中可产生具有峰值能量 GeV、相对能量展宽百分之几且数目 （或具有 能量展宽的 ）的空心结构质子束，这可能满足重要应用的需求，例如用于超厚致密材料的放射成像，或作为强子对撞机的注入器。
引用
@article{arxiv.2104.14239,
title = {Generation of quasi-monoenergetic proton beams via quantum radiative compression},
author = {Feng Wan and Wei-Quan Wang and Qian Zhao and Hao Zhang and Tong-Pu Yu and Wei-Min Wang and Wen-Chao Yan and Yong-Tao Zhao and Karen Z. Hatsagortsyan and Christoph H. Keitel and Sergei V. Bulanov and Jian-Xing Li},
journal= {arXiv preprint arXiv:2104.14239},
year = {2021}
}