AWAKE, A Particle-driven Plasma Wakefield Acceleration Experiment
先进的质子驱动等离子体尾场加速实验（AWAKE）旨在研究质子束团驱动等离子体尾场的产生和电子加速。这是CERN的一个原理验证研发实验，也是世界上第一个质子驱动等离子体尾场加速实验。AWAKE实验将安装在前CNGS设施中，并使用来自SPS的400 GeV/c质子束团。第一个实验将集中在等离子体中的长（r.m.s ~12 cm）质子束的自调制不稳定性。这些实验计划于2016年底进行。之后，在2017/2018年，低能（~15 MeV）电子将被外部注入以采样尾流场，并被加速超过1 GeV。
2017-05-30 physics.acc-ph
White Paper: AWAKE, Plasma Wakefield Acceleration of Electron Bunches for Near and Long Term Particle Physics Applications
基于等离子体的加速器在过去二十年中取得了显著的进展。它们独特的特性使它们成为可以彻底改变科学和应用领域的工具。AWAKE利用高能量相对论质子束的可用性，在足以产生数百GeV至TeV电子束的距离上驱动单个等离子体中的大振幅尾场（$\sim$ GV/m）。
2022-03-18 physics.acc-ph
Proton Driven Plasma Wakefield Acceleration in AWAKE
在这篇文章中，我们简要地总结了在欧洲核子研究中心（CERN）的先进尾场实验，AWAKE，第一次运行期间进行的实验。AWAKE Run 1（2013 - 2018）的最终目标是证明\unit [10-20]{MeV}电子可以在由高度相对论性自调制质子束驱动的等离子体尾场中加速到GeV能量。我们描述了实验，概述了测量的概念和目前的第一个结果。最后，我们概述了我们对未来的计划。
2019-09-06 physics.acc-ph
Incoherent horizontal emittance growth due to the interplay of beam-beam and longitudinal wakefield in crab-waist colliders
针对蟹腰对撞机中束束效应与纵向尾场耦合引发的水平同步-回旋共振，论文扩展理论形式体系并结合SuperKEKB多代码模拟，揭示非相干水平发射度增长机制并提出缓解策略。
2025-01-08 physics.acc-ph
A plasma wakefield acceleration experiment using CLARA beam
我们提出了一个等离子体加速器研究站（PARS）的基础上，建议自由电子激光试验设施的研究和应用的紧凑型直线加速器在Daresbury实验室。本文的主要目的是利用相对论电子束，研究电子束输运和电子束驱动等离子体尾场加速中的一些关键问题，如相对论电子束团驱动的高梯度等离子体尾场激发、双束团加速实验、高Transformer比、长束团自调制等先进的束流动力学问题。本文研究了电子束输运以满足束流驱动尾流场加速要求的可行性，并给出了基于ECOMA束流参数的等离子体尾流场模拟结果。还讨论了在PARS束线上进行的其他可能的实验。
2014-04-24 physics.acc-ph
Analytic plasma wakefield limits for active plasma lenses
主动等离子体透镜是一种很有前途的粒子束紧凑聚焦技术，近年来引起了人们极大的兴趣。虽然这些透镜可以提供kT/m量级的强聚焦梯度和在两个横向平面中的聚焦，但是存在来自非线性像差的限制，导致被聚焦的光束中的发射度增长。这种畸变的一个原因是束驱动的等离子体尾场，如果束密度足够高，则存在。我们开发简单，但功能强大的分析公式的有效聚焦梯度从这些尾场，并使用此设置限制的光束和等离子体参数空间的哪些部分允许无失真使用的主动等离子体透镜。它的结论是，主动等离子体透镜的应用，传统的和等离子体为基础的直线对撞机可能会证明是非常具有挑战性的，也许除了在最终的焦点系统，除非使用的典型放电电流显着增加，并且在一般情况下，这些透镜更适合于加速器应用与较低的光束强度。
2018-02-08 physics.acc-ph
Experimental observation of plasma wakefield growth driven by the seeded self-modulation of a proton bunch
本文测量了相对论质子束团在等离子体中驱动的横向尾场效应，等离子体密度分别为$2.1\times10^{14}$和\unit [ $7.7\times10^{14}$ ]{electrons/cm $^3$ }。我们发现，这些尾场周期性散焦质子束本身，一致的种子自调制过程的发展。我们表明，散焦增加沿束和沿等离子体通过使用时间分辨和时间积分测量的质子束横向分布。我们评估了横向尾场振幅，结果表明它们超过了其种子值（\unit [ $<$ 15]{MV/m}），并达到了\unit [300]{MV/m}以上。所有这些结果证实了种子自调制过程的发展，外部注入的低能量和加速的电子多GeV的能级的必要条件。
2018-11-22 physics.acc-ph
Future colliders based on a modulated proton bunch driven plasma wakefield acceleration
最近的模拟表明，一个自调制的高能质子束团可以激发一个大幅度的等离子体尾场，并通过一个长的等离子体通道，在一个单级加速外注入的电子束团的能量前沿。在此基础上，未来的对撞机，无论是电子-正电子直线对撞机（e+-e-对撞机）或电子-强子对撞机（e-p对撞机）可以设想。在本文中，我们讨论了一些关键的设计问题的e+-e-对撞机和高能e-p对撞机，基于现有的基础设施的欧洲核子研究中心加速器复合体。
2012-05-31 physics.acc-ph
Emittance Growth Due to Multiple Coulomb Scattering in a Linear Collider Based on Plasma Wakefield Acceleration
替代加速技术目前正在开发中，以实现具有成本效益、坚固、紧凑和高效的解决方案。其中一种技术是等离子体尾场加速，由带电粒子或激光束驱动。但是，必须详细研究潜在的问题。本文推导了见证光束在气体介质中弹性散射时的发射度增长。该模型与数值研究进行了比较。
2014-05-12 physics.acc-ph
Intrinsic Stabilization of the Drive Beam in Plasma Wakefield Accelerators
驱动束流的软管不稳定性是影响等离子体尾场加速器稳定运行的主要问题。在这项工作中，我们表明，驱动光束的横向尺寸相当于等离子体吹出半径产生一个尾流与沿光束的变化聚焦，这导致了快速失谐的切片感应加速器振荡和抑制的不稳定性。这种固有的稳定原理提供了一种适用且有效的方法，用于抑制驱动梁的振荡，并允许稳定的加速过程。
2018-06-29 physics.acc-ph
Energy recovery in filament-regime plasma wakefield acceleration of positron beams
SLAC National Accelerator Laboratory（SLAC国家加速器实验室）
本研究在电子丝状体等离子体尾场加速正电子束方案中引入次级电子束以回收尾场能量，并通过HiPACE++粒子模拟验证了多种能量回收方案，显著提升能量传递效率，为未来等离子体对撞机应用奠定基础。
2023-11-13 physics.acc-ph
Longitudinal phase space diagnostics with a nonmovable corrugated passive wakefield streaker
本研究针对自由电子激光装置的时间分辨诊断需求，分析被动尾场条纹装置的切片能量分辨率及能量啁啾的影响，利用European XFEL的固定式波纹条纹相机实现了飞秒级时间、MeV级能量分辨率的纵向相空间测量。
2024-05-20 physics.acc-ph
New Challenges in Plasma Accelerators: Final Focusing for Wakefield Colliders
University of California, Santa Barbara（加州大学圣塔芭芭拉分校）；SLAC National Accelerator Laboratory（SLAC国家加速器实验室）；CERN（欧洲核子研究中心）；Old Dominion University（老道明大学）
本文探讨了等离子体加速器在高能碰撞中最终聚焦系统面临的挑战，并提出了首个10 TeV线性波荡机碰撞器的最终聚焦系统设计及性能评估。
2026-02-17 physics.acc-ph
Recovery time of a plasma-wakefield accelerator
强粒子束与等离子体的相互作用可产生能够维持千兆伏/米电场的等离子体尾流，其数量级高于最先进的射频技术所提供的数量级。因此，等离子体尾场可以强烈地加速带电粒子，并提供机会，以达到更高的粒子能量与更小，因此更广泛的可用加速器设施。然而，高能物理学和光子科学对亮度和亮度的要求要求，要求粒子束以每秒数千甚至数百万的重复率加速，这比等离子体尾场技术高出几个数量级。在这里，我们调查的重复率的上限束驱动等离子体加速器通过测量所需的时间等离子体恢复到其初始状态后，扰动的尾场。测量的许多纳秒级的恢复时间确立了等离子体中兆赫加速率的原则上的可实现性。扰动的实验签名很好地描述了一个时间演变的抛物线离子通道的模拟，从崩溃的唤醒周围的介质中转移能量。这一结果表明，等离子体尾场模块可以开发为可行的高重复率的能量助推器在当前和未来的粒子物理和光子科学设施。
2022-03-03 physics.acc-ph
A proposed experiment on the proton driven plasma wakefield acceleration
模拟表明，高能、短而强的质子束可以驱动大幅度的等离子体波，并在单个等离子体通道中将电子束加速到能量前沿。为了验证这一新颖的想法，目前正在计划进行原理验证演示实验。这个想法是使用来自欧洲核子研究中心质子同步加速器（PS）或超级质子同步加速器（SPS）的可用高能质子束，将光束射入等离子体室并激发等离子体尾流场。对于长的驱动光束，由于激发的等离子体尾场而产生强的密度调制，并且该调制的光束进而产生高的电场。本文介绍了拟议的实验装置。对等离子体与质子束的相互作用进行了数值模拟，并给出了计算结果。还讨论了SPS束团的压缩问题。
2010-06-11 physics.acc-ph
Longitudinal phase-space manipulation with beam-driven plasma wakefields
提供高亮度束流的紧凑型加速器设施的开发是下一代紧凑型和成本可承受的粒子加速器领域中最具挑战性的任务之一，用于工业、医疗和研究应用的许多领域。特别地，波束纵向相空间成形的能力对于实现高峰值亮度起着关键作用。在这里，我们提出了一种新的方法，允许通过等离子体尾场调谐高亮度光束的纵向相空间。穿过等离子体的电子束驱动大的尾场，该尾场用于操纵沿束本身的粒子的时间-能量相关性。我们的实验表明，这样的解决方案是高度可调的，通过简单地调整等离子体的密度，并可用于打印或删除任何相关的光束。这是一个基本的要求，当处理来自未来等离子体加速器的大部分时间-能量相关的光束。
2019-02-21 physics.acc-ph
Study of external electron beam injection into proton driven plasma wakefields for AWAKE Run2
我们描述了一种用于AWAKE实验的外部电子注入方案。我们使用散射在两个箔，这是必要的真空窗口和激光束转储，以减少输入电子束注入和匹配到等离子体尾场驱动的自调制质子束流的电子感应加速器功能。我们发现，对于总铝箔厚度为$\sim 280\, μ$ m，多次库仑散射增加了由一个因素的$\sim 10$的束流发射度和减少了由一个因素的$\sim 3$的电子感应加速器功能。加速器中的等离子体由电离激光脉冲产生，相对于电子束反向传播。这允许电子聚束通过“无限”尖锐的蒸气-等离子体边界进入等离子体，远离箔。
2019-11-27 physics.acc-ph
Collider design issues based on proton-driven plasma wakefield acceleration
最近的模拟表明，高能质子束可以激发强等离子体尾场，并在单个加速阶段将一束电子加速到能量前沿。因此，它为使用现有高能质子机器（例如Tevatron或LHC）的质子束的紧凑型未来对撞机设计铺平了道路。本文讨论了在欧洲核子研究中心现有加速器基础上设计一台小型正负电子直线对撞机和一台电子质子对撞机的一些关键问题。
2014-04-24 physics.acc-ph
Measurement of transverse wakefields induced by a misaligned positron bunch in a hollow channel plasma accelerator
空心通道等离子体尾场加速是一种为电子和正电子提供高加速梯度的方法：这是未来轻子对撞机的关键。然而，从通道轴错位的光束诱导强的横向尾场，偏转光束，降低对撞机的亮度。这种不期望的结果对传播通过通道的光束的对准精度设置了严格的约束。因此，直接测量束流失调引起的横向尾流场是设计缓解策略的必要条件。我们提出的第一个定量测量的横向尾场在一个中空的等离子体通道，诱导离轴20 GeV的正电子束，并与另一个20 GeV的低电荷拖尾正电子探测束测量。测量结果与理论基本一致。
2018-02-25 physics.acc-ph
Multi-proton bunch driven hollow plasma wakefield acceleration in the nonlinear regime
质子驱动的等离子体尾场加速已经在模拟中被证明能够在单个阶段中将粒子加速到能量前沿，但其潜力受到目前可用的质子束比等离子体波长长几个数量级的事实的阻碍。幸运的是，质子微聚束允许共振驱动等离子体波。在本文中，我们提出了使用一个中空的等离子体通道多质子束驱动等离子体尾场加速，并证明它使操作在非线性制度和共振激发强等离子体波。这种新的制度还涉及用于加速束的中空通道（诸如发射度保持和均匀加速场）和用于驱动束的稳定减速的长桶的有益特征。在等离子体趋肤深度、驱动器半径、空心通道半径和微聚束周期之间的适当比例下，获得了该区域。
2017-10-10 physics.acc-ph
High average gradient in a laser-gated multistage plasma wakefield accelerator
由粒子束驱动的等离子体尾场加速器能够提供比目前使用的射频技术高几个数量级的加速梯度，这可以减少粒子加速器的长度，这对未来TeV能量的对撞机的发展和X射线自由电子激光的最小化产生了巨大的影响。由于等离子体间的成分和距离是加速器总长度的最大贡献者之一，分级等离子体加速器的设计是最重要的悬而未决的问题之一，以使这项技术的工具。在这里，我们提出了一个新的概念，以优化等离子体间的距离在一个阶段的光束驱动的等离子体加速器的驱动光束耦合在时域和门控加速器通过飞秒电离激光。
2022-10-05 physics.acc-ph
Acceleration of an electron bunch with a non-Gaussian transverse profile in a quasilinear plasma wakefield
束流驱动等离子体尾场加速器通常采用外部注入方案，以确保注入时束流质量可控。然而，外部注入的见证聚束可以呈现非高斯横向密度分布。使用粒子模拟，我们表明，共同的光束品质因数，如归一化RMS发射度和光束半径，不强烈依赖于初始的横向形状的见证光束。尽管如此，具有高峰值横向空间轮廓的射束可以在芯中实现总射束电荷的更高分数。当见证光束的横向动量分布具有峰值非高斯分布时，可以看到相同的效果。此外，我们发现，一个最初的非轴对称的光束变得对称，由于与等离子体尾场的相互作用，所以它不会造成不利的影响，为束流加速。
2022-08-09 physics.acc-ph
Wakefields in Hollow Channel of Magnetized Plasma
空心等离子体通道中的尾场粒子加速是目前研究的热点。在这里，我们考虑一个外部磁化等离子体层（外部磁场的任意大小是沿结构轴）和调查所产生的尾场点电荷通过沿层轴。
2021-04-28 physics.acc-ph physics.plasm-ph
Long-term evolution of broken wakefields in finite radius plasmas
在等离子体尾场加速的背景下，发现了有限半径等离子体快速加热和充电的新效应。当等离子体波破碎时，其大部分能量转移到等离子体电子，这在等离子体周围产生强电荷分离电场和方位磁场。缓慢变化的场结构被保存了数百个尾场周期，并包含（连同热电子）高达80%的初始尾场能量。
2014-02-06 physics.acc-ph physics.plasm-ph
Numerical investigations of heavy ion driven plasma wakefield acceleration
本研究首次针对重离子束驱动的等离子体尾场加速开展数值模拟，依托HIAF的强流高能重离子束，证实重离子可激发6 GV/m的稳定高振幅尾场，为PBA领域提供了一种可行的新驱动方案。
2025-06-17 physics.acc-ph
Wakefield Acceleration in a Layered Plasma Waveguide
National Science Center Kharkiv Institute of Physics and Technology（哈尔科夫物理与技术国家科学中心）
该研究提出了一种分层等离子体波导结构，用于改进等离子体wakefield加速器中束流的传输和加速性能，通过分析和数值模拟展示了其在同时加速和聚焦束流方面的潜力。
2026-01-12 physics.acc-ph
Parameter sensitivity of plasma wakefields driven by self-modulating proton beams
在自调制质子束驱动等离子体尾场加速的参数研究区，研究了尾场振幅和相位与束流和等离子体参数的关系。尾流场对小参数变化的敏感性揭示了实验结果的拍摄到拍摄抖动的预期水平。在所有的参数中，等离子体密度是最突出的，因为尾场相位对这个参数非常敏感。大的变化的研究确定的影响，限制可实现的加速场在不同的部分的参数空间：非线性伸长的尾场周期，驱动光束的电荷不足，发射率驱动的光束发散，和运动的等离子体离子。
2014-05-08 physics.acc-ph physics.plasm-ph
Stable bunch trains for plasma wakefield acceleration
只有当所有的带电粒子束都处于尾流场的聚焦和减速阶段时，一串短的带电粒子束训练才能有效地驱动强等离子体尾流场通过长的传播距离。这是可能的等距束列，但需要束电荷增加沿训练和等离子体频率高于束重复频率。
2017-11-21 physics.acc-ph physics.plasm-ph
Longitudinal Laser Shaping in Laser Wakefield Accelerators
本文研究了激光尾流场加速器中激光与等离子体相互作用过程中尾流激发的能量学。我们发现，尾流振幅和加速效率（Transformer比）可以通过适当的驱动激光脉冲的纵向轮廓的形状最大化。在激光与等离子体相互作用的非线性区域，导出了相应的激光脉冲族。这样的形状通过允许激光脉冲内的均匀光子减速而提供尾流场的大小和效率的理论上限。我们还构建了现实的最佳脉冲形状，可以产生在有限带宽的激光系统。
2000-08-09 physics.acc-ph physics.plasm-ph
A Brief Review of Plasma Wakefield Acceleration
等离子体尾场加速器承诺巨大的加速度梯度，比今天的传统射频（RF）加速器大三个数量级。这些新的加速器也显示出以几乎相同的因子减小未来加速器尺寸的潜力。本文简要介绍了等离子体尾场加速器的工作原理，并介绍了该领域的最新进展。给出了当前的挑战和潜在的未来使用的等离子体尾场加速器进行了讨论。
2020-02-14 physics.acc-ph physics.plasm-ph
Physics of beam self-modulation in plasma wakefield accelerators
自调制不稳定性是目前质子束作为等离子体尾场加速驱动器的一个关键因素。数值研究了均匀等离子体和具有小密度上升阶跃的等离子体中束流不稳定性的发展。台阶参数提供了最强的建立尾场，并确定了稳定的聚束训练形成的机制。
2015-03-17 physics.acc-ph physics.plasm-ph
Plasma electron trapping in quasistatic simulations of plasma wakefield acceleration
等离子体尾场加速研究目前相当依赖于使用高度专业化的软件数值模拟这种效果。问题的计算难度太大，需要简化模型和方法，限制了这种软件的适用性。例如，准静态近似利用不包括由尾流场捕获等离子体电子的等离子体模型。本文提出了一种利用准静态等离子体束求解器计算尾流场俘获等离子体电子参数的方法。
2017-12-03 physics.acc-ph physics.comp-ph physics.plasm-ph
Effects of the transversely nonuniform plasma density in a blowout regime of a plasma wakefield accelerator
本文基于等离子体电子弹道模型解析研究PWA吹离区横向密度梯度的影响，推导赝势与尾场解，发现其改变气泡形状、产生偶极尾场并使电磁中心偏移，但不会导致不稳定性。
2023-06-16 physics.acc-ph physics.plasm-ph
A Review of Beam-Driven Plasma Wakefield Experiments
在过去的几十年里，束流驱动等离子体尾流场加速（PWFA）实验取得了显著的进展，利用高能粒子束（如电子、正电子和质子束）驱动中性气体或预电离等离子体中的尾流。本文介绍了近年来国际上的几个实验，比较了实验参数和实验结果。
2018-08-06 physics.acc-ph physics.plasm-ph
Excitation of two-dimensional plasma wakefields by trains of equidistant particle bunches
负责伸长的等离子体波周期的非线性效应进行了数值研究，重点是二维的波。发现了波和驱动器失谐对尾流场振幅的限制。
2013-07-15 physics.acc-ph physics.plasm-ph
Experimental Study of Wakefields Driven by a Self-Modulating Proton Bunch in Plasma
实验研究了等离子体中高度相对论性质子束团自调制时的纵向和横向尾流场。我们发现尾波场的增长和振幅随着种子振幅的增加以及等离子体中的质子束团电荷的增加而增加。我们研究横向尾场使用的最大半径的质子束分布测量屏幕上下游的等离子体。我们通过外部注入电子并测量其最终能量来研究纵向尾场。测量结果与理论和数值模拟预测的趋势一致，验证了我们对自调制发展的理解。实验是在先进尾场实验（AWAKE）的背景下进行的。
2020-07-09 physics.acc-ph physics.plasm-ph
Reconstructing nonlinear plasma wakefields using a generalized temporally encoded spectral shifting analysis
我们推广的时间编码谱移（TESS）分析测量等离子体尾场光谱干涉术不同的探测脉冲的任意光谱轮廓和测量非线性尾场。我们表明，高斯近似使用到现在为止的尾场振幅的一个重大的误算的结果，由高达两个因素。提出了一种精确测量高振幅准线性和非线性尾场的方法，使用扩展的TESS程序，我们把它的精度在这些制度的一些限制。这些扩展和改进的分析表明其潜力的快速和准确的等离子体尾流场的诊断，即使在低等离子体密度。
2018-10-15 physics.acc-ph physics.plasm-ph
Ponderomotive Injection in Plasma Wakefield Accelerators
提出了一种新的亚相对论等离子体尾场加速器电子注入方案。横向激光器电离掺杂剂气体，并在尾流传播方向上有质动力地加速释放的电子。该过程使得即使对于低于捕获阈值的尾场电势，也能够在尾场中捕获电子。我们从理论上研究了该方案，并通过粒子在细胞中的模拟来展示高质量的波束形成和加速与亚微米归一化发射度和子百分比不相关的能量扩展。
2020-08-19 physics.acc-ph physics.plasm-ph
Effect of plasma inhomogeneity on plasma wakefield acceleration driven by long bunches
数值研究了等离子体不均匀性对自调制质子束团和加速电子的影响。其主要影响是尾波场波长的变化，这将导致相移和加速粒子的损失。这种效应对长粒子束驱动的等离子体尾场加速器的密度均匀性提出了严格的限制。横向双流不稳定性，转换成一个训练的微束的长束是不太敏感的密度不均匀性比加速粒子。束自由地穿过密度增加的区域并与密度减小的区域相互作用。
2012-05-15 physics.acc-ph physics.plasm-ph
Beam-Driven Systems, Plasma Wakefield Acceleration
我们扩展了在CERN加速器学院关于等离子体尾场加速的先前论文集中发表的材料。该材料侧重于在短、窄束区中的等离子体尾场加速。在简要介绍了等离子体尾场加速器的基本原理后，我们描述了束流训练驱动的等离子体尾场加速器。然后，我们试图给出简单而直观的描述聚束自调制，发生时，聚束是长的，和电流的反射，发生时，聚束是宽的。自调制是一种利用现有的带有大量能量的聚束来驱动等离子体尾场的方法。在横向分裂可能破坏尾场产生和加速过程之前，电流偏转不稳定性对粒子束的宽度施加了限制。与前面的材料一样，我们展示了一些实验结果，这些结果表明，大部分物理现象都是在实验中观察到的。
2020-07-10 physics.acc-ph physics.plasm-ph
Optimum angle for side injection of electrons into linear plasma wakefields
本文建立和研究了电子在线性等离子体尾流场中穿透的统一模型。找到了电子侧向注入的最佳角度，在较小的角度下，所有的电子都被径向反射。在较大的角度下，电子以不利于捕获的多余横向动量进入尾场。入射电子分成穿透和反射部分的分离发生在尾流场的外部区域中，在取决于电子能量的某个“反射”半径处。
2011-09-28 physics.acc-ph physics.plasm-ph
Long Term Evolution of Plasma Wakefields
我们研究了多个等离子体-电子周期和几个等离子体-离子周期的等离子体尾场的长期演化（LTE），远小于复合时间。这种尾场扰动等离子体在这些时间尺度上的演化和弛豫对等离子体对撞机中重复率的上限具有重要意义。相对论激光器中的强场（或强光束）通过将能量传递给等离子体电子而产生等离子体尾场（ωpe附近的模式）。处于正确相位的带电粒子束可以以数十GeV/m的加速/聚焦梯度加速。然而，尾场留下的等离子体不处于平衡状态，具有多个等离子体-电子周期的弛豫时间。由从被驱动的等离子体电子到等离子体离子的能量转移引起的离子时间尺度上的离子运动可以产生有趣的等离子体状态。最终在LTE期间，等离子体的动力学去相干（通过不稳定性驱动混合的多个模式），热化成随机运动（热力学第二定律），从尾流场耗散能量。尾场驱动器与这样的相对论热等离子体相互作用导致等离子体尾场不同于冷等离子体中的尾场。
2014-05-16 astro-ph.HE physics.acc-ph physics.plasm-ph
Theory of wakefields excited by an off-axis drive bunch in a plasma-dielectric waveguide
建立了离轴束团注入情况下驱动电子束团在等离子体介质加速结构中激发尾场的线性理论。所研究的结构是一个圆形的介质加载金属波导与带电粒子的通道，充满均匀的冷等离子体。导出的理论被用来调查数值聚束激发尾场分量的空间分布，它的作用在驱动和见证聚束。
2021-12-20 physics.acc-ph physics.plasm-ph
A New Type of Plasma Wakefield Accelerator Driven by Magnetowaves
提出了磁波驱动等离子体尾场加速器的新概念。这个概念最初是作为一个可行的机制提出的“宇宙加速器”，将加速宇宙粒子到超高能量的天体物理设置。与更熟悉的等离子体尾场加速器（PWFA）和激光尾场加速器（LWFA）不同，其中驱动器，带电粒子束和激光是独立存在的实体，MPWA调用高频和高速哨声模式作为驱动器，这是一种不能存在于等离子体之外的中波。除了驱动因素的不同，通过有质动力势激发等离子体尾流场的基本机制是共同的。我们的计算机模拟表明，在适当的条件下，等离子体尾场保持非常高的相干性，并可以维持高梯度加速超过许多等离子体波长。我们认为，除了它的天体应用，MPWA的概念也可以是陆地上的效用。MPWA的原理验证实验将有利于地球和天体加速器概念。
2008-08-22 physics.acc-ph physics.plasm-ph
Amplitude enhancement of the self-modulated plasma wakefields
种子自调制（SSM）已经被证明将长质子束团转换成许多等距的微束团（例如，唤醒情况），然后共振激发强尾流场。然而，均匀等离子体中的尾波场在达到峰值后，振幅迅速下降。这是由自调制期间尾流相速度显着降低引起的。大量的质子从聚焦和减速区域中滑出并丢失，因此不能对尾流场的增长做出贡献。以前建议的解决方案包括一个尖锐的或线性的等离子体纵向密度增加，可以补偿后向相移，从而提高尾场。在本文中，我们提出了一种新的等离子体密度分布，它可以进一步提高尾场幅度的30%。更重要的是，几乎24%的质子最初位于沿一个等离子体周期生存在调制后的微束。讨论了基本的物理学。
2018-05-08 physics.acc-ph physics.plasm-ph
Acceleration rate enhancement by negative plasma density gradient in multi-bunch driven plasma wakefield accelerator
本文提出在多束驱动的等离子体尾场加速器中引入负等离子体密度梯度，通过仅调节驱动束与波的相对相位并保持波相位稳定，从而在有限长度内提升被加速束的能量增益。
2024-11-14 physics.acc-ph physics.plasm-ph
Synchrotron radiation from a curved plasma channel laser wakefield accelerator
在弯曲的等离子体通道中引导的激光脉冲可以激发尾场，该尾场使电子沿着拱形轨迹转向。当电子沿着弯曲的通道加速时，它们发射出同步辐射。我们提出了简单的分析模型和模拟研究激光脉冲引导，尾场产生，电子转向，和同步辐射在弯曲的等离子体通道。对于实验上可实现的参数，~ 2GeV的电子每厘米发射0.1个光子，平均光子能量为多个keV。
2016-11-02 physics.acc-ph physics.plasm-ph
Emittance preservation of an electron beam in a loaded quasi-linear plasma wakefield
本文研究了短质子束驱动的准线性等离子体尾场中加速高电荷电子束的束流加载和发射度保持问题。所研究的尾流场的结构类似于长的调制质子束，例如AWAKE质子驱动器。我们表明，通过适当地选择电子束参数和利用两个众所周知的效果，束加载的尾流场和充分吹出的等离子体电子的加速束，电子束可以获得大量的能量与窄的最终能量扩展（%-水平），没有显着的发射度增长。
2017-10-13 physics.acc-ph physics.plasm-ph
Effect of Dielectric Wakefields in a Capillary Discharge for Plasma Wakefield Acceleration
该研究针对等离子体尾场加速用介质毛细管的介质尾场效应，实验验证了驱动束团轨迹偏移、沿束位置对偏转效应的影响，探究了尾场衰减规律，为相关加速器设计提供了参考。
2024-10-09 physics.acc-ph physics.plasm-ph
Witness emittance growth caused by driver density fluctuations in plasma wakefield accelerators
在等离子体尾场加速器中，我们发现了一种能引起见证发射度增长的新效应。该效应出现在线性或适度非线性等离子体波中。在驱动光束与等离子体波达到横向平衡所需的时间期间，见证物经历随时间变化的聚焦力并失去质量。见证电荷越高，发射度增长率就越低，因为见证电荷被其自身的尾流场额外聚焦。然而，见证头总是退化，退化和完好部分之间的边界逐渐向后传播沿见证束。
2018-07-12 physics.acc-ph physics.plasm-ph
Self-Adaptive Stabilization and Quality Boost for Electron Beams from All-Optical Plasma Wakefield Accelerators
University of Strathclyde（思克莱德大学）；Ludwig-Maximilians-Universität München（慕尼黑大学）；Heinrich Heine University Düsseldorf（杜塞尔多夫大学）；Cockcroft Institute（科克克罗夫特研究所）；Forschungszentrum Jülich（于利希研究中心）；École Polytechnique（巴黎综合理工学院）；Helmholtz-Zentrum Dresden–Rossendorf（德累斯顿罗森多夫亥姆霍兹中心）；Deutsches Elektronen-Synchrotron DESY（德国电子同步加速器）
本文提出利用等离子体光阴极技术提升激光等离子体谐振加速器电子束质量，通过补偿波动实现更稳定的输出。
2025-07-09 physics.acc-ph physics.plasm-ph
Bunch-excited wakefield in dielectric waveguide with hollow plasma channel
本文研究介质加载圆柱波导中空心等离子体通道内相对论电子束团激发的尾场，推导线性机制下纵横向尾场解析解并进行模式与频谱分析，PIC模拟验证了准线性机制下解析与数值结果的定性一致。
2023-11-29 physics.acc-ph physics.plasm-ph
Assessment of Transverse Instabilities in Proton Driven Hollow Plasma Wakefield Acceleration
在质子驱动等离子体尾流场加速器中引入空心等离子体，以克服均匀等离子体中横向尾流场随半径和时间变化而引起的束流质量下降问题。模拟结果表明，在一个长的空心等离子体通道中，电子可以被加速到能量前沿，同时保持良好的束流质量。然而，该方案对波束通道对准提出了严格的要求。否则将产生沿轴向不对称的横向尾流场，导致驱动聚束的畸变和见证光束质量的恶化。在本文中，通过2D carpellet-in-cell模拟，我们研究了驱动光束通道偏移和初始驱动器倾斜引起的潜在不利影响，然后提出并评估这些驱动器不准确问题的解决方案。
2018-05-08 physics.acc-ph physics.plasm-ph
Theory of wakefield in a transversely inhomogeneous plasma waveguide
本文理论研究了横向非均匀等离子体圆柱波导中相对论驱动束团产生的尾场，推导了场分量解析式，分析了色散、本征波地形及尾场振幅分布与频谱。
2025-06-19 physics.acc-ph physics.plasm-ph
