二维与三维等离子体加速器的粒子在胞建模
计算物理
2015-03-03 v1 等离子体物理
摘要
在本学位论文中，开发了一个完全面向对象、完全相对论性的多维粒子在胞代码，并应用于回答等离子体基加速器研究中的关键问题。这些模拟增进了对激光等离子体和束流-等离子体相互作用过程的理解，允许与实验进行比较，并推动了理论模型的发展。模拟支持了利用横向传播激光脉冲在等离子体波中注入电子的思想。模拟中发现的注入电子束参数与常规方法产生的束流合理吻合，因此激光注入是未来等离子体基加速器的一个有趣概念。对抛物型等离子体通道中激光尾场驱动器的光学导引模拟支持了电子可在远长于瑞利长度的通道中被加速的观点。非线性吹空区中等离子体尾场加速的模拟给出了所涉及高度非线性过程的详细图像。利用OSIRIS，我们还得以对斯坦福直线加速器中心的E-157实验进行全规模模拟。这些模拟援助了实验人员，并协助发展了能够复现全PIC模拟某些重要方面的理论模型。更新(2015)：本学位论文最初写于2000年。我现在将其发布在arXiv上，希望其中一些内容可能对OSIRIS代码的使用者有用，该代码自最初作为本论文所呈现研究的一部分编写以来，一直被若干研究小组继续使用。
引用
@article{arxiv.1503.00276,
title = {Particle-In-Cell Modeling of Plasma-Based Accelerators in Two and Three Dimensions},
author = {Roy G. Hemker},
journal= {arXiv preprint arXiv:1503.00276},
year = {2015}
}