等离子体中环形电子束的操控
等离子体物理
2024-10-15 v1
摘要
环形电子束在高能物理和凝聚态物理中具有重要的实际应用前景，可用于边缘增强电子成像、常规直线加速器中反中子子束的聚焦、正电子等正电荷粒子的加速、结构X射线产生以及纳米材料的操控。环形电子束的质量取决于其能量、通量和拓扑结构。本文研究了环形电子束在等离子体介质中的传输特性，提出了一种修改方案。根据我们的理论和完整的三维LAPINS仿真，我们发现自生成磁场会聚焦入射的环形电子束，从而实现其环形宽度（AW）的调节。此外，拥有轨道角动量（OAM）的环形电子束与无OAM电子束的传输特性呈现对比。前者需要外部磁场才能在等离子体中实现稳定传输。在该磁场作用下，环形电子束的半径会周期性振荡，变化方向（是增大还是减小）取决于磁场的强度。在这种情况下，环形电子束的半径受到外部磁场的影响，允许同时调节其半径和AW，显著拓宽了其应用范围。
引用
@article{arxiv.2410.10196,
title = {Manipulation of annular electron beams in plasmas},
author = {Yangchun Liu and Dong Wu and Tianyi Liang and Zhengmao Sheng and Xiantu He},
journal= {arXiv preprint arXiv:2410.10196},
year = {2024}
}