喷气加速器中相空间塑形——基于贝塔森冷却效应

等离子体基加速器正逐渐采用具有前所未有电荷密度和超短脉冲宽度的相对论性束流。这些浓稠的驱动束流可在高密度等离子体（$\gtrsim10^{19}$ cm$^{-3}$）中产生激荡波，贝塔森辐射变得日益重要，并开始影响被加速束的动力学。在本文中，我们表明，贝塔森冷却导致束流相空间发生显著的结构化，产生具有正径向位置和动量梯度的离散、环形结构，即振幅的反相转移。我们对该过程的特征时间尺度进行解析推导，并通过多维粒子-in-网格仿真验证了预测结果。束流动力学的辐射主导 regime 本质上改变了加速过程，产生自组织的束流，能够在离子通道中触发相干的贝塔森辐射。