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On the production of flat electron bunches for laser wakefield acceleration

レーザー航跡場加速のためのフラット電子ビームバンチ生成について

神門 正城; 福田 祐仁; 小瀧 秀行; Koga, J. K.; Bulanov, S. V.; 田島 俊樹; Chao, A. W.*; Pitthan, R.*; Schuler, K.-P.*; Zhidkov, A. G.*; 根本 孝七*

Kando, Masaki; Fukuda, Yuji; Kotaki, Hideyuki; Koga, J. K.; Bulanov, S. V.; Tajima, Toshiki; Chao, A. W.*; Pitthan, R.*; Schuler, K.-P.*; Zhidkov, A. G.*; Nemoto, Koshichi*

高エネルギーのリニアコライダーにも必要とされる低エミッタンスビームを生成する、粒子加速器への新しい入射方法を提案する。本論文では、高出力のレーザーパルスの後に励起される航跡場の加速位相への入射方法を議論する。レーザーの偏光方向と集光方法を変えることにより、横方向の波の破壊を制御して、電子の横方向のベータトロン振動数と振幅を変え、扁平なビームを作り出すことができることを3次元シミュレーションで示した。また、イオンビームでの扁平ビーム生成についても言及する。

We suggest a novel method for injection of electrons into the acceleration phase of particle accelerators, producing low emittance beams appropriate even for the demanding high energy Linear Collider specifications. We discuss the injection mechanism into the acceleration phase of the wake field in a plasma behind a high intensity laser pulse, which takes advantage of the laser polarization and focusing. As shown in three-dimensional particle-in-cell simulations of the interaction of an elongated in transverse direction laser pulse with an underdense plasma, the electrons, injected via the transverse wake wave breaking and accelerated by the wake wave, perform betatron oscillations with different amplitudes and frequencies along the two transverse coordinates. The polarization and focusing geometry lead to a way to produce relativistic electron bunches with asymmetric emittance (flat beam). An approach for generating flat laser accelerated ion beams is briefly discussed.

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パーセンタイル:64.66

分野:Physics, Multidisciplinary

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