空心通道等离子体尾场加速器中的高效率均匀正电子束装载
等离子体物理
2022-10-05 v1 加速器物理
摘要
我们提出了一种空心等离子体通道中的新型正电子束装载机制，可高效地以高梯度、窄能散加速 束。在该机制中， 束与驱动 束在时间和空间上重合，其净电流分布决定了等离子体尾场。通过依据显式表达式精确整形束流电流分布与装载相位，三维粒子网格（PIC）模拟表明，可同时实现对电荷约 nC、梯度约 GV/m、诱导能散 0.5% 且能量传输效率约 50% 的 束的加速。此外，仅调整更易调谐的 束而非 束的电流分布就足以获得如此有利结果。我们提出了一种考虑空心等离子体通道中线性与非线性等离子体响应的理论分析来量化束装载效应。该理论与模拟结果高度吻合，并验证了该束装载机制在广泛参数范围内的鲁棒性。
引用
@article{arxiv.2111.04319,
title = {High efficiency uniform positron beam loading in a hollow channel plasma wakefield accelerator},
author = {Shiyu Zhou and Jianfei Hua and Qianqian Su and Warren B. Mori and Chan Joshi and Wei Lu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2111.04319},
year = {2022}
}