超相对论性束-等离子体不稳定性的时空动力学
等离子体物理
2022-05-04 v2 加速器物理
摘要
在等离子体中漂移的电子或电子-正电子束极易发生微观不稳定性。对于稀薄的超相对论性无限束，主导不稳定性是纵向双流与横向成丝模式之间的混合模式，其相速度相对于束速度倾斜。我们提出了一种描述该倾斜混合不稳定性线性增长的时空理论，其预测时空效应通常在有限长度束中占主导，导致不稳定性演化明显慢于通常假设的纯时间 regime。这些结果得到粒子-in-cell (PIC) 模拟的准确支持。此外，我们表明由有限宽度束驱动的等离子体尾场引起的自聚焦动力学可与倾斜不稳定性竞争。通过 PIC 模拟分析，这两个过程在现实系统中的相互作用对即将到来的超相对论性束-等离子体相互作用加速器实验具有重要意义。
引用
@article{arxiv.2106.11625,
title = {Spatiotemporal dynamics of ultrarelativistic beam-plasma instabilities},
author = {P. San Miguel Claveria and X. Davoine and J. R. Peterson and M. Gilljohann and I. Andriyash and R. Ariniello and H. Ekerfelt and C. Emma and J. Faure and S. Gessner and M. Hogan and C. Joshi and C. H. Keitel and A. Knetsch and O. Kononenko and M. Litos and Y. Mankovska and K. Marsh and A. Matheron and Z. Nie and B. O'Shea and D. Storey and N. Vafaei-Najafabadi and Y. Wu and X. Xu and J. Yan and C. Zhang and M. Tamburini and F. Fiuza and L. Gremillet and S. Corde},
journal= {arXiv preprint arXiv:2106.11625},
year = {2022}
}