相对论激光频率啁啾驱动等离子体扫雪机加速质子

我们分析了利用具有受控频率啁啾的相对论激光脉冲入射到上升的等离子体密度梯度上，以驱动用于质子和轻离子加速的加速结构。描述了啁啾诱导透明加速 (ChITA) 方案，该方案包含一个解析模型，用于描述在由相对论激光脉冲的正啁啾驱动的预形成上升等离子体密度梯度上，临界密度处扫雪机的速度。ChITA-扫雪机的速度取决于相对论激光脉冲频率的上升速率 (表示为$\frac{\epsilon_0}{\theta}$，其中$\epsilon_0 = \frac{\Delta\omega_0}{\omega_0}$) 和啁啾空间尺度长度$\theta$、激光脉冲的归一化磁矢量势$a_0$以及等离子体密度梯度尺度长度$\alpha$。我们通过一维 OSIRIS 模拟观察到了 ChITA-扫雪机的形成和前向传播，它被啁啾激光持续推动，其速度与解析结果一致。示踪质子从该传播的扫雪机结构反射并实现单能加速。对 ChITA-扫雪机速度的控制允许调节加速质子的能量。