Manipulación y efectos de Wakefield en haces de impulso multipulso en etapas de inyectores PWFA
Autores: Bosco, Fabio; Andonian, Gerard; Camacho, Obed; Carillo, Martina; Chiadroni, Enrica; Giribono, Anna; Lawler, Gerard; Majernik, Nathan; Manwani, Pratik; Migliorati, Mauro; Mostacci, Andrea; Palumbo, Luigi; Silvi, Gilles Jacopo; Spataro, Bruno; Vaccarezza, Cristina; Yadav, Monika; Rosenzweig, James
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Manipulación y efectos de Wakefield en haces de impulso multipulso en etapas de inyectores PWFA
Categoría
Gestión y administración
Subcategoría
Gestión del conocimiento
Palabras clave
Plasma
Aceleración
Haz
Campos de despertar
Electrón
Acelerador
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 19
Citaciones: Sin citaciones
La aceleración por plasma en campos de despertar impulsados por partículas (PWFA) explota los intensos campos de despertar excitados en un plasma por un haz de conductor de alta luminosidad para acelerar un haz de electrones testigos que sigue, debidamente retrasado. Tal configuración ofrece ventajas notables para lograr gradientes de aceleración muy grandes que son adecuados para aplicaciones en colisionadores de partículas y producción de fotones. Además, la amplitud de los campos de aceleración puede ser aumentada al excitar resonantemente el plasma utilizando un haz de conductor de múltiples pulsos con una estructura temporal adecuada. Antes de la inyección en la etapa de plasma, el haz de electrones pulsados, convencionalmente denominado, se produce y pre-acelera generalmente en un acelerador lineal de radiofrecuencia (RF). En este artículo, discutimos aspectos desafiantes de la dinámica que los haces combinados encuentran en la etapa del inyector RF que precede al plasma. En particular, los ejemplos que analizamos se centran en el uso de agrupamiento de velocidad para manipular la estructura temporal del haz y el impacto de los campos de despertar de corto alcance en dipolos sobre las emittancias transversales. De hecho, ambos procesos afectan crucialmente la distribución del espacio de fases y su calidad, que son características determinantes para una aceleración eficiente en el plasma. Además, los análisis que presentamos se realizan con el código de seguimiento personalizado MILES, que utiliza modelos semi-analíticos para una evaluación simplificada de los efectos del campo de despertar en presencia de fuerzas de carga espacial.
Descripción
La aceleración por plasma en campos de despertar impulsados por partículas (PWFA) explota los intensos campos de despertar excitados en un plasma por un haz de conductor de alta luminosidad para acelerar un haz de electrones testigos que sigue, debidamente retrasado. Tal configuración ofrece ventajas notables para lograr gradientes de aceleración muy grandes que son adecuados para aplicaciones en colisionadores de partículas y producción de fotones. Además, la amplitud de los campos de aceleración puede ser aumentada al excitar resonantemente el plasma utilizando un haz de conductor de múltiples pulsos con una estructura temporal adecuada. Antes de la inyección en la etapa de plasma, el haz de electrones pulsados, convencionalmente denominado, se produce y pre-acelera generalmente en un acelerador lineal de radiofrecuencia (RF). En este artículo, discutimos aspectos desafiantes de la dinámica que los haces combinados encuentran en la etapa del inyector RF que precede al plasma. En particular, los ejemplos que analizamos se centran en el uso de agrupamiento de velocidad para manipular la estructura temporal del haz y el impacto de los campos de despertar de corto alcance en dipolos sobre las emittancias transversales. De hecho, ambos procesos afectan crucialmente la distribución del espacio de fases y su calidad, que son características determinantes para una aceleración eficiente en el plasma. Además, los análisis que presentamos se realizan con el código de seguimiento personalizado MILES, que utiliza modelos semi-analíticos para una evaluación simplificada de los efectos del campo de despertar en presencia de fuerzas de carga espacial.