Однорідне фокусування послідовності релятивістських позитронних згустків у плазмі

  • Vasyl Maslov Національний Науковий Центр «Харківський фізико-технічний інститут», Харків, Україна; Харківський національний університет імені В.Н. Каразіна, Харків, Україна https://orcid.org/0000-0002-4370-7685
  • Denys Bondar Харківський національний університет імені В.Н. Каразіна, Харків, Україна https://orcid.org/0000-0002-7358-4305
  • Iryna Levchuk Національний Науковий Центр «Харківський фізико-технічний інститут», Харків, Україна https://orcid.org/0000-0003-0542-0410
  • Sofiia Nikonova Харківський національний університет імені В.Н. Каразіна, Харків, Україна https://orcid.org/0000-0003-3201-6077
  • Ivan Onishchenko Національний Науковий Центр «Харківський фізико-технічний інститут», Харків, Україна http://orcid.org/0000-0002-8025-5825
DOI: https://doi.org/10.26565/2312-4334-2019-2-11
Ключові слова: фокусування згустків електронів, фокусування згустків позитронів, прискорення частинок, чисельне моделювання

Анотація

Плазмові прискорювачі забезпечують прискорюючи поля, які на кілька порядків більше, ніж у звичайних прискорювачах. В електрон-позитронних коллайдерах дуже важливе фокусування електронних і позитронних пучків за допомогою кільватерного поля, збудженого в плазмі. Механізм фокусування в плазмі, при якому всі електронні згустки послідовності фокусуються однаково, був запропонований авторами раніше. Механізм фокусування послідовності релятивістських позитронних згустків в плазмі, при якому всі позитронні згустки послідовності фокусуються однаково і однорідне, досліджується в даній роботі шляхом числового моделювання з використанням 2.5D коду LCODE. У цій схемі фокусування необхідно, щоб довжина кожного згустку дорівнювала половині довжини хвилі ξb=λ/2, заряд першого згустку дорівнює половині заряду інших згустків послідовності, а відстань між згустками дорівнює півтори довжини хвилі 1.5λ. Числовим моделюванням досліджується самоузгоджена радіальна динаміка довгих згустків позитронів в однорідній плазмі. При моделюванні ми використовуємо гідродинамічний опис плазми. Іншими словами, плазма вважається холодною електронною рідиною, а позитронні згустки являють собою сукупність макрочастинок. Згустки позитронів розглядаються однорідними в поздовжньому напрямку циліндрами. Позитрони в згустках розподіляються в радіальному напрямку згідно гауссівському розподілу. Показано, що в цьому випадку тільки перший згусток знаходиться в кінцевому поздовжньому електричному полі Ez¹0. Решта згустків знаходиться в нульовому поздовжньому електричному кільватерному полі Ez=0. Між згустками цієї послідовності поздовжнє електричне кільватерних поле і радіальна сила не дорівнюють нулю Ez¹0, Fr¹0. Фокусуюча радіальна сила в областях, зайнятих згустками, є постійною уздовж кожного згустку Fr¹const. Між згустками радіальна сила неоднорідна. Всі позитронні згустки послідовності фокусуються однаково і однорідно.

Завантаження

##plugins.generic.usageStats.noStats##

Посилання

E. Esarey, C.B. Schroeder and W.P. Leemans, Rev. Mod. Phys., 81, 1229-1285 (2009), https://doi.org/10.1103/RevModPhys.81.1229.

A. Pukhov and J. Meyer-ter-Vehn, Apl. Phys. B., 74, 355-361 (2002), https://doi.org/10.1007/s003400200795.

K.V. Lotov, V.I. Maslov, I.N. Onishchenko and E.N. Svistun, Problems of Atomic Science and Technology, 6, 114-116 (2008).

K.V. Lotov, V.I. Maslov, I.N. Onishchenko and E.N. Svistun, Plasma Phys. Cont. Fus., 52, 065009 (2010), https://doi.org/10.1088/0741-3335/52/6/065009.

K.V. Lotov, V.I. Maslov, I.N. Onishchenko and E.N. Svistun, Problems of Atomic Science and Technology. 3, 159-163 (2012).

V.I. Maslov, I.N. Onishchenko and I.P. Yarovaya, Problems of Atomic Science and Technology. 1, 134-136 (2013).

V.I. Maslov, I.N. Onishchenko and I.P. Yarovaya, East European Journal of Physics. 1(2), 92-95 (2014).

I.P. Levchuk, V.I. Maslov and I.N. Onishchenko, Problems of Atomic Science and Technology. 4, 120-123 (2015).

I.P. Levchuk, V.I. Maslov and I.N. Onishchenko, Problems of Atomic Science and Technology. 3, 62-65 (2016).

K.V. Lotov, V.I. Maslov, I.N. Onishchenko and M.S. Vesnovskaya, Problems of Atomic Science and Technology. 4, 12-16 (2010).

K.V. Lotov, V.I. Maslov, I.N. Onishchenko and M.S. Vesnovskaya, Problems of Atomic Science and Technology. 1, 83-85 (2011).

V.A. Balakirev, I.N. Onishchenko and V.I. Maslov, Problems of Atomic Science and Technology. 3, 92-95. (2011).

K.V. Lotov, V.I. Maslov and I.N. Onishchenko, Problems of Atomic Science and Technology. 4, 85-89. (2010).

K.V. Lotov, V.I. Maslov, I.N. Onishchenko and I.P. Yarovaya, Problems of Atomic Science and Technology. 3, 87-91 (2011).

V.I. Maslov, I.N. Onishchenko and I.P. Yarovaya, Problems of Atomic Science and Technology. 4, 128-130 (2012).

V.I. Maslov, I.N. Onishchenko and I.P. Yarovaya, Problems of Atomic Science and Technology. 6, 161-163 (2012).

I.P. Levchuk, V.I. Maslov and I.N. Onishchenko, Problems of Atomic Science and Technology. 6, 37-41. (2015).

I.P. Levchuk, V.I. Maslov and I.N. Onishchenko, Problems of Atomic Science and Technology. 6, 43-46. (2017).

D.S. Bondar, I.P. Levchuk, V.I. Maslov, I.N. Onishchenko, East Eur. J. Phys. 5(2), 72-77. (2018).

K.V. Lotov, V.I. Maslov, I.N. Onishchenko and E.N. Svistun, Problems of Atomic Science and Technology. 2, 122-124 (2010).

V. Lotov, V.I. Maslov, I.N. Onishchenko, E.N. Svistun and M.S. Vesnovskaya, Problems of Atomic Science and Technology. 6, 114–116 ( 2010).

K.V. Lotov, V.I. Maslov and I.N. Onishchenko, Problems of Atomic Science and Technology. 6, 103–107 (2010).

K.V. Lotov, V.I. Maslov, I.N. Onishchenko and I.P.Yarovaya, Problems of Atomic Science and Technology. 4, 73-76 (2013).

G. Hairapetian, P. Devis, C. Joshi, C. Pelegrin and T. Katsouleas, Phys. Plasma. 2(2555) 1995, https://doi.org/10.1063/1.871217.

Ya.B. Fainberg, N.I. Ayzatsky, V.A. Balakirev, A.K. Berezin, A.N. Dovbnya, V.I. Karas', V.A. Kiselev, V.A. Kushnir, A.F. Linnik, V.V. Mitrochenko, V.D. Stepin, I.N. Onishchenko, A.P. Tolstoluzhsky and V.V. Uskov, in: Proceedings PAC’97, Edited by M. Comyn, M.K. Craddock, M. Reiser, J. Thomson (IEEE, Vancouver, 1997). 2, pp. 651-653, https://doi.org/10.1109/PAC.1997.749794.

J.-H. Röckemann, L. Schaper, S. K. Barber, N. A. Bobrova, G. Boyle, S. Bulanov, N. Delbos, K. Floettmann, G. Kube, W. Lauth, W. P. Leemans, V. Libov, A. R. Maier, M. Meisel, P. Messner, P. V. Sasorov, C. B. Schroeder, J. van Tilborg, S. Wesch, and J. Osterhoff, Phys. Rev. Accel. & Beams. 21, 122801 (2018), https://doi.org/10.1103/PhysRevAccelBeams.21.122801.

C. O’Connell, F-J. Decker, M.J. Hogan, R. Iverson, P. Raimondi, R.H. Siemann, D. Walz, B. Blue, C.E. Clayton, C. Joshi, K.A. Marsh, W.B. Mori, S. Wang, T. Katsouleas, S. Lee, and P. Muggli, Phys. Rev. Accel. & Beams. 5, 121301 (2002), https://doi.org/10.1103/PhysRevSTAB.5.121301.

M.C. Thompson, H. Badakov, J.B. Rosenzweig, G. Travish, R. Fliller, G.M. Kazakevich, P. Piot, J. Santucci, J. Li, and R. Tikhoplav, AIP Conference Proceedings, 877, 561 (2006), https://doi.org/10.1063/1.2409184.

S.Yu. Kalmykov, L.M. Gorbunov, P. Mora and G. Shvets, Phys. Plasmas. 13,113102. (2006), https://doi.org/10.1063/1.2363172.

G.V. Sotnikov, R.R. Kniaziev, O.V. Manuilenko, P.I. Markov, T.C. Marshall and I.N. Onishchenko, Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A. 740, 124-129 (2014), https://doi.org/10.1016/j.nima.2013.10.087.

K.V. Lotov, Phys. Plasmas. 5(3), 785-791 (1998), https://doi.org/10.1063/1.872765.

Опубліковано
2019-07-30
Цитовано
Як цитувати
Maslov, V., Bondar, D., Levchuk, I., Nikonova, S., & Onishchenko, I. (2019). Однорідне фокусування послідовності релятивістських позитронних згустків у плазмі. Східно-європейський фізичний журнал, (2), 69-74. https://doi.org/10.26565/2312-4334-2019-2-11
Номер
№ 2 (2019): Східно-європейський фізичний журнал
Розділ
Статті

Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:

    • Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
    • Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
    • Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).