電子は、レーザー航跡場加速器 (LWFA) でレーザー生成プラズマを使用して高エネルギーまで加速されます。 これらの装置はセンチメートルに対して数百メートルであり、無線周波数ベースの粒子加速器よりもはるかに小さいため、より手頃な価格で効果的な代替品となります。 従来の対応物と同等のエネルギーを持つ粒子を生成する LWFA の能力は、研究者によってまだ証明される必要があります。 今回、上海交通大学のZinzhe Zhu氏らは、加速の可能性を高める方法で複数のLWFAを結合するメカニズムを実証することで、この目標に一歩近づいた。
LWFA では、荷電粒子が強力なレーザーによって生成されたプラズマ波を相対論的速度まで駆動します。 レーザーエネルギーは距離とともに減少し、粒子ビームとプラズマ波はすぐに調整を失うため、単一の LWFA は数 GeV の粒子エネルギーしか提供できません。 これらの問題は、相互接続された複数の LWFA を介してパーティクルを送信することで解決できます。 ただし、LWFA を組み合わせる現在の方法では、各リンクでビームを集束させる必要があり、プロセスの効率が低下します。
Zhuらは、粒子の連続的なチャネルを維持し、各LWFAのレーザーを湾曲した軌道に沿って媒質に向けることで、この問題を回避することができた。 このアプローチを実証するために、研究グループはサファイア ブロックの内側に長さ 3 cm の湾曲したチューブを作成しました。 事前に加速された電子ビームは直線の「高速道路」に沿って LWFA に入りますが、レーザーはプラズマ密度の変化によって駆動される湾曲した「ランプ」に沿って移動します。 この配置は高速道路のランプに似ています。
Zhuらは、彼らのシステムがどのようにして注入された電子をGeV以下のエネルギーまで加速し、LWFAレーザーを誘導できるかを示した。 現在、電子を TeV エネルギーまで加速するために、既存の LWFA に新しい LWFA が追加されています。
出典:physics.aps.org/articles/v16/s74
Günceleme: 25/05/2023 17:19