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  • 激光光压离子加速动态致稳新方案

    作者:沈晓飞 来源:中国光学期刊网 时间:2017-06-09 11:05 阅读:318 [投稿]
    强激光与物质相互作用中,其电荷分离场可高达100 GV/m, 比传统射频加速器高3个数量级,能够在厘米量级的距离内将带电粒子加速到GeV能量,因此利用激光加速器取代传统加速器引起了科学界的广泛兴趣。

    强激光与物质相互作用中,其电荷分离场可高达100 GV/m, 比传统射频加速器高3个数量级,能够在厘米量级的距离内将带电粒子加速到GeV能量,因此利用激光加速器取代传统加速器引起了科学界的广泛兴趣。

    在诸多激光离子加速机制中,光压加速(Radiation Pressure Acceleration,RPA)理论上获得的离子束具有能散小、束流密度大、能量转化效率高等特点,是当下研究的前沿和热点。虽然RPA理论及一维模拟结果极具吸引力,但目前实验上还难以获得预期的好结果。究其根源,除去实验上激光靶参数不够理想外,最关键的原因就是高维条件下不稳定性的剧烈发展。主流认为主要是类瑞利-泰勒(RT)不稳定性在起负面影响。这种不稳定性发展最终会引发同步加速等离子体片中电子的加热和大量损失,导致等离子片发生库仑爆炸,加速被破坏,最终获得的离子束品质差。

    如何抑制不稳定性的发生是目前RPA研究最具挑战性的问题之一,诸多方法被提出和研究,但实际效果一直都不理想。


    图1.光压加速动态致稳方案示意图

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