شتاب مبتنی بر پلاسما

هدف و مخاطب

این یک دوره مقدماتی در مورد شتابدهی مبتنی بر پلاسما است ، از جمله لیزر ویکفیلد و شتاب پلاسما. این دوره دانش آموزان را با چگونگی انتشار لیزر و پرتوهای ذره باردار از طریق پلاسماها ، چگونگی برانگیختن میدان های موجی پلاسما و نحوه بارگذاری و شتاب ذرات در این زمینه های بیداری آشنا می کند. نامگذاری موضوع معرفی می شود و اینکه چرا این موضوع در حال حاضر بسیار مورد توجه است توضیح داده می شود.   این دوره برای دانشجویان تحصیلات تکمیلی یا دانشجویان مقطع کارشناسی مقاطع بالاتر با علاقه به این رشته امیدوار کننده چند رشته ای مناسب است. این دوره همچنین برای فیزیکدانان یا مهندسانی که در زمینه های مربوط به شتاب دهنده کار می کنند مناسب است که مایلند با مفاهیم شتاب دهنده مبتنی بر پلاسما آشنا شوند.

پیش نیازها

الکترومغناطیس بالا و مکانیک کلاسیک مورد نیاز است. یک دوره مقدماتی در فیزیک پلاسما و برخی از دانش فیزیک شتاب دهنده 

این وظیفه دانشجو است که اطمینان حاصل کند که آنها پیش نیازهای دوره را دارند یا دارای تجربه معادل هستند.

اهداف

این دوره اصول مورد نیاز برای درک شتاب مبتنی بر پلاسما و تعامل لیزرهای با شدت بالا و پرتوهای ذرات با پلاسماها را ارائه می دهد. همچنین ابزارهای محاسباتی و تجربی مورد نیاز برای کشف پدیده های فیزیکی درگیر را معرفی می کند. این دوره همچنین دانش آموز را با مفاهیم اساسی و جهت تحقیقات فعلی آشنا می کند تا بتواند ادبیات گذشته و فعلی را بخواند و درک کند.

محتوای دوره

این دوره موضوعات مختلفی را با درجات مختلف جزئیات پوشش می دهد. این دوره با تجزیه و تحلیل مسیرهای فاز فضایی ذرات باردار در زمینه های لیزر و پرتوهای ذرات آغاز می شود. این مورد برای شناسایی یک پارامتر شدت برای یک پرتو لیزر یا ذره استفاده می شود که زمان غیر خطی بودن مسیرها را مشخص می کند. این دوره امواج پلاسما را در یک بعد پوشش می دهد ، از جمله وقتی غیر خطی هستند که مفهوم موج شکنی و به دام انداختن ذرات را معرفی می کند. این نشان می دهد که پلاسماها می توانند از میدان های شتاب دهنده بیش از سه مرتبه بزرگتر از شتاب دهنده های معمولی پشتیبانی کنند. در مرحله بعد ، زمینه های غیر خطی بیدار در چند بعد (که رژیم انفجار نامیده می شود) از جمله شرح کلی به دام انداختن ذرات شرح داده می شود. ما نحوه انتشار و تکامل لیزرها در پلاسما را توضیح می دهیم ، زیرا میدان های بیداری موج پلاسما را از طریق نیروی تامل برانگیخته می کنند. مفاهیم حفاظت فوتون یا عمل ، شتاب فوتون ، جمع شدن طولی و تمرکز عرضی با توجه به چگونگی تکامل لیزر معرفی می شوند. مفاهیم مشابه برای پرتو ذرات و مفاهیم تخلیه و تخلیه پمپ معرفی خواهند شد. نظریه خطی ویکفیلد در مورد چگونگی نشان دادن لیزر و پرتوهای ذره ای تفاوتها و شباهتهای بین تحریک لیزر و پرتو پرتو را (توسط الکترون یا پوزیترون) نشان می دهد. تکنیک های تجزیه و تحلیل بارگذاری تیر نیز ممکن است مورد بحث قرار گیرد. مفاهیم انتشار و حفاظت از انتشار شامل قضیه پانوفسکی-ونزل برای زمینه های بیداری پلاسما معرفی می شود. تکنیک های محاسباتی و تجربی ، و وضعیت فعلی استفاده از شتاب مبتنی بر پلاسما برای برخورد کننده آینده یا XFEL جمع و جور نیز پوشش داده خواهد شد.