Plasma lens for the focusing of positron bunches
针对等离子体加速器中正电子束团聚焦的难题，提出一种工作在线性区的等离子体透镜聚焦方法，经数值模拟验证可对两种构型的正电子束团实现高质量横向聚焦，还具备降低束团能散的潜力。
2025-09-03 physics.acc-ph physics.plasm-ph
Stable Positron Acceleration in Thin, Warm, Hollow Plasma Channels
空心等离子体通道对轻子加速很有吸引力，因为它们提供了内禀发射度保持机制。然而，光束分裂不稳定性占主导地位的动态。在这里，我们表明，薄，温暖的空心通道可以维持大振幅等离子体波准备高品质的正电子加速。我们验证了热电子和薄的空心通道的组合，使正电子聚焦结构。这样的聚焦尾流场解锁束分裂阻尼机制。我们证明，这样的渠道出现自我一致的长期等离子体动力学在井喷的制度后，允许实验演示。
2021-09-07 physics.acc-ph physics.plasm-ph
Positron acceleration via laser-augmented blowouts in two-column plasma structures
我们提出了一个正电子加速装置，它由一个电子驱动器和一个激光脉冲组成，产生一个双重等离子体柱结构。由此产生的尾流场是能够加速正电子束在长距离，即使考虑到司机的演变。该计划是通过粒子模拟研究。进一步得到了加速场和聚焦场的解析表达式，给出了见证聚束加速的平衡线。
2022-04-20 physics.acc-ph physics.plasm-ph
Acceleration and focusing of positron bunch in a dielectric waveguide accelerator with homogeneous plasma in transport channel
本文给出了等离子体介质尾场加速器中正电子束团聚焦的数值PIC模拟结果。尾场由驱动电子聚束在石英介质管中激发，并嵌入圆柱形金属波导中。介质管的内部区域已经填充有径向均匀的等离子体，在一般情况下具有沿波导轴的真空通道。数值模拟结果表明，在尾流场中，正电子束团的加速和聚焦是可能的。研究了正电子束团的输运和加速与真空通道尺寸和波导长度的关系。
2021-12-11 physics.acc-ph physics.plasm-ph
Radiation-dominated injection of positrons generated by the nonlinear Breit-Wheeler process into a plasma channel
本研究探讨通过非线性Breit-Wheeler过程在多PW激光与GeV电子束正交碰撞中产生正电子，并利用辐射反作用力实现其在等离子体通道中的注入与加速，为未来紧凑型对撞机提供新方案。
2023-09-08 physics.acc-ph physics.plasm-ph
Ultrarelativistic Electron-Positron Plasma
超相对论性电子-正电子等离子体可以在强激光场中产生，并在各种天体物理情况下发挥作用。它们的性质可以在有限温度下用QED计算。在这里，我们将使用微扰QED在有限温度下计算各种重要的性质，如状态方程，光子和电子的集体等离子体模式的色散关系，德拜屏蔽，阻尼率，平均自由程，碰撞时间，输运系数，和粒子产生率，超相对论电子-正电子等离子体。特别是，我们将集中在电子-正电子等离子体产生的超强激光。
2008-10-06 hep-ph nucl-th physics.plasm-ph
Field Theoretic Description of Ultrarelativistic Electron-Positron Plasmas
超相对论性电子-正电子等离子体可以在强激光场中产生，并在各种天体物理情况下发挥作用。它们的性质可以在有限温度下用QED计算。在这里，我们将使用微扰QED在有限温度下计算各种重要的性质，如状态方程，光子和电子的集体等离子体模式的色散关系，德拜屏蔽，阻尼率，平均自由程，碰撞时间，输运系数，和粒子产生率，超相对论电子-正电子等离子体。特别是，我们将集中在电子-正电子等离子体产生的超强激光。
2009-07-06 astro-ph hep-ph nucl-th
Gamma flashes from relativistic electron-positron plasma droplets
在不久的将来，超强激光有望产生相对论性的电子-正电子等离子体液滴。考虑到量子电动力学（QED）中完全领先的局域光子产生率，我们指出这些液滴是有趣的γ射线闪光源
2008-09-25 hep-ph nucl-th physics.plasm-ph
High efficiency uniform wakefield acceleration of a positron beam using stable asymmetric mode in a hollow channel plasma
在井喷制度的等离子体尾场加速是特别有前途的高能量加速的电子束，因为它的潜力，同时提供大的加速梯度和高的能量转移效率，同时保持良好的束质量。然而，迄今为止还没有发现等离子体尾流中正电子加速的等效机制。我们表明，经过一个短的传播距离，一个不对称的电子束驱动一个稳定的尾场在一个中空的等离子体通道，可以加速和聚焦的正电子束。在驱动束团后面适当距离处放置高电荷正电子束团，可以对纵向尾场进行束流加载或平坦化，并增强横向聚焦力，从而导致正电子的高效率和窄能量扩展加速。三维准静态粒子模拟结果表明，该方案可以同时获得30%以上的尾流能量提取效率和1%的能级能量扩展，进一步优化是可行的。
2021-06-09 physics.acc-ph physics.plasm-ph
Results on Plasma Focusing of High Energy Density Electron and Positron Beams
我们目前的结果从SLAC E-150实验等离子体聚焦的高能量密度电子，并首次，正电子束。我们还讨论了等离子体透镜引起的同步辐射，等离子体聚焦的纵向动力学，激光和光束等离子体相互作用的测量。
2000-08-18 physics.acc-ph physics.plasm-ph
Hydrodynamic and kinetic models for spin-1/2 electron-positron quantum plasmas: Annihilation interaction, helicity conservation, and wave dispersion in magnetized plasmas
本文讨论了自旋为1/2的电子-正电子量子等离子体的完整理论，其中电子和正电子以小于光速的速度运动。我们推导了一组两流体量子流体力学方程，包括连续性，欧拉，自旋（磁矩）演化方程的每个物种。我们明确地包括库仑，自旋-自旋，达尔文和湮灭相互作用。湮灭相互作用是本文的主要内容。我们考虑了湮灭相互作用在量子流体力学方程和磁化正负电子等离子体波谱中的贡献。我们考虑平行和垂直于外磁场的波的传播。我们还考虑了纵波的斜传播。本文导出了考虑Darwin相互作用和湮灭相互作用的正负电子等离子体的量子动力学方程组。我们将动力学理论应用于没有外场时的线性波行为。计算了Darwin相互作用和湮灭相互作用对朗缪尔波朗道阻尼的贡献。我们应该提到，湮灭相互作用不会改变系统中粒子的数量。它与湮灭本身无关，但它是电子-正电子对通过将其转换为虚光子而相互作用的结果。包含Darwin相互作用和湮灭相互作用的正负电子等离子体的一对非线性薛定谔方程。证明了在具有达尔文相互作用和湮灭相互作用的自旋粒子的正负电子量子等离子体中守恒螺旋度的存在性。结果表明，湮没相互作用在量子正负电子等离子体中起着重要作用，其贡献与自旋相互作用的贡献相当。
2014-04-18 astro-ph.HE physics.plasm-ph quant-ph
Positron acceleration in a hollow plasma channel up to TeV regime
我们提出了一种基于等离子体的高能轻子加速器，其中在束轴附近形成弱聚焦等离子体结构。该结构保持了加速束的发射度，并产生低辐射损失。此外，该结构允许在驱动器耗尽阶段显著降低见证能量扩展。
2014-01-16 physics.acc-ph physics.plasm-ph
Limits on energy recovery for positron acceleration in a warm plasma column
SLAC National Accelerator Laboratory（斯坦福直线加速器中心）；Deutsches Elektronen-Synchroton DESY（德国电子同步加速器）；Department of Physics, University of Oslo（奥斯陆大学物理系）
本研究探讨在温等离子体柱中通过电子能量回收束提升正电子加速效率，发现高阶电离与离子运动限制了尾场残余能量的进一步提取。
2026-10-07 physics.acc-ph physics.plasm-ph
Lower-hybrid oscillations in a cold magnetized electron-positron-ion plasma
本文得到了冷磁化电子-正电子-离子（e-p-i）等离子体中低混杂振荡/波的色散关系。结果表明，在等离子体密度较高且正电子和离子的平衡密度平衡的条件下，e-p-i等离子体中低混杂振荡的频率约为电子-离子（e-i）等离子体中低混杂振荡频率的$1/\sqrt{3}$倍。目前的工作可能有一些相关的实验室/天体物理e-p-i等离子体。
2018-03-13 physics.plasm-ph
Strongly Enhanced Stimulated Brillouin Backscattering in an Electron-Positron Plasma
受激布里渊后向散射的光被证明是急剧增强的电子-正电子等离子体中，受激拉曼散射的抑制。一个广义理论的电磁波和等离子体波之间的三波耦合在两个物种的等离子体与任意质量比，证实了一套全面的粒子在细胞模拟，揭示了违反共同持有的假设的行为的电子-正电子等离子体。具体而言，在电子-正电子极限下，光与等离子体声波之间可以发生三波参数相互作用，并且声波相速度不同于其通常假设的值。
2016-01-07 physics.plasm-ph
Dominance of $γ$-$γ$ electron-positron pair creation in a plasma driven by high-intensity lasers
光单独产生电子和正电子是量子电动力学的基本预测，但尚未被观察到。在这里，我们表明，它是可能的，以创建${>}10^8$正电子由双激光照射的结构等离子体靶，在强度为$2 \times 10^{22} \mathrm{W}\mathrm{cm}^{-2}$。与以前的工作相比，对的创建主要是由线性Breit-Wheeler过程（$γγ\to e^+ e^-$）驱动，而不是假设在高强度下占主导地位的非线性过程，因为目标内部发射的$γ$射线的密度很高。有利的缩放与激光强度的线性过程提示重新考虑其忽略在模拟研究中，但也允许正电子射流形成的强度，已经实验可行的。模拟结果表明，在准静态等离子体磁场的约束下，正电子可以被激光加速到能量为$> 200$ MeV。
2021-05-15 hep-ph physics.plasm-ph
Efficiency and beam quality for positron acceleration in loaded plasma wakefields
在等离子体尾流场中加速粒子到高能被认为是一种很有前途的技术，具有很好的能量效率和高梯度。虽然在基于等离子体的电子加速方面取得了重要进展，但等离子体中的正电子加速几乎没有研究，并且尚未确定完全自洽和最佳的方案。对于需要电子-正电子对撞机的高能物理应用，在等离子体尾场中加速正电子的能力是至关重要的。在这里，我们表明，保存的束流质量可以妥协的等离子体尾场加载正电子束，和能量效率和束流质量之间的权衡需要被found.For电子束驱动线性等离子体尾场，我们发现，尽管由正电子束加载引起的横向非线性聚焦力，束团迅速发展向一个平衡分布有限的发射度增长。粒子模拟表明，对于μ m尺度的归一化发射度，不相关能量扩散的增长设置了一个重要的限制。我们的研究结果表明，线性或适度的非线性制度与高斯驱动器提供了一个很好的权衡，同时实现超过30%的能量转移效率和不相关的能量扩散低于1%，而甜甜圈形的驱动器在非线性制度更适合于加速高电荷聚束在更高的梯度，在效率和光束质量之间的折衷退化的成本。
2021-07-02 physics.acc-ph physics.plasm-ph
Laser-driven high-quality positron sources as possible injectors for plasma-based accelerators
射频加速器可持续的加速场的幅度的内在约束要求追求替代和更紧凑的加速方案。其中，基于等离子体的加速器可以说是最有前途的，这要归功于它们可以维持的高加速场，大大超过了GeV/m。虽然基于等离子体的电子加速现在已经足够成熟，可以在这个方向上进行系统的研究，但正电子加速仍然处于起步阶段，目前正在进行的项目有限，为进一步的实验提供可行的测试设施。在这篇文章中，我们提出了一个最近证明的激光驱动配置作为一个相对紧凑和廉价的高品质的超相对论正电子源的激光驱动和粒子驱动等离子体尾场加速研究。蒙特卡罗模拟表明，近期的高强度激光设施可以产生高电流，飞秒尺度的持续时间，并在GeV范围内的能量足够低的归一化发射度的正电子束注入进一步的加速阶段。
2018-06-07 physics.acc-ph physics.plasm-ph
Electromagnetic Solitons in Degenerate Relativistic Electron-Positron Plasma
利用相对论流体力学方程和麦克斯韦方程组研究了完全简并的正负电子等离子体中类孤子电磁分布的存在性。对于圆极化波，我们发现在相对论和非相对论简并等离子体中都存在孤子解。孤子脉冲局域化区域的等离子体密度显著降低。等离子体空化的可能性也被示出。
2015-04-13 physics.plasm-ph
On the rich eight branch spectrum of the oblique propagating longitudinal waves in partially spin polarized electron-positron-ion plasmas
本文研究了电子-正电子和电子-正电子-离子等离子体中电子和正电子的自旋演化。我们考虑在这个系统中斜传播的纵波。我们报告存在的自旋电子声波和它们的色散依赖性。在电子-正电子等离子体中，与电子-离子等离子体类似，我们发现一个自旋电子声波（SEAW）在平行或垂直于外场传播，两个自旋电子声波在斜向传播。在电子-正电子-离子等离子体中，平行或垂直传播的纵波有四个分支：朗缪尔波、正电子-声波和具有自旋性质的波对，即自旋电子-正电子声波（SEAW），我们称之为自旋电子-正电子声波（SEPAW）。在斜向传播时，我们发现了八种纵波：朗缪尔波、Trivelpiece-Gould波、正电子声波对、SEAW对和SEPAW对。因此，我们首次报告了斜传播中存在的第二正电子声波的存在以及SEPAW的存在。
2016-01-05 physics.plasm-ph
Electron-positron pair annihilation in kinetic plasma
本文利用 Dirac-Heisenberg-Wigner 形式研究强场和高频波驱动的正负电子对湮灭过程，发现在特定等离子体条件下湮灭可主导产生，释放能量增强场能，且高频波在光子能量匹配时诱导湮灭。
2025-05-28 hep-ph hep-th physics.plasm-ph
Positron acceleration in plasma waves driven by non-neutral fireball beams
本研究提出一种基于非中性火球束（驱动束与正电子束空间重叠）的正电子加速方案，束流自洽演化形成空心驱动束和轴向聚焦正电子束以驱动等离子体波，为基于等离子体的轻子对撞机提供了新路径。
2023-09-10 physics.plasm-ph
Interchange transport in electron-positron plasmas with ion impurities
准中性非均匀磁化正负电子等离子体中密度丝的交换驱动和交叉场输运被证明是强烈减少少数离子的存在。两种机制被确定为减少径向传播和等离子体运输：有效质量相关的惯性，和碰撞依赖玻尔兹曼自旋的细丝。数值结果得到了一个三维全F的多组分陀螺流体模型。
2018-07-24 physics.plasm-ph
Nonlinear separate spin evolution in degenerate electron-positron-ion plasmas
考虑了自旋电子声波、正电子声波和自旋电子正电子声波的非线性演化。结果表明，弱非线性动力学的每个波导致孤子的形成。总之，我们报告存在三种不同的孤子。首次描述了电子-正电子-离子等离子体中已知的自旋电子声孤子。首次报道了自旋电子正电子声孤子的存在。正电子-声孤子和自旋-电子-正电子声孤子是由正电势区域产生的。自旋电子声孤子在相对小的正电子不平衡$n_{0p}/n_{0e}=0.1$处表现为负电势区域，在相对大的正电子不平衡$n_{0p}/n_{0e}=0.5$处表现为正电势区域。
2016-02-27 physics.plasm-ph
Effects of ion mobility and positron fraction on solitary waves in weak relativistic electron-positron-ion plasma
研究了弱相对论电子-正电子-离子等离子体中离子迁移率和正电子分数对激光场包络孤立波和静电场势孤立波的影响。解析地得到了孤立波存在的参数区域，阐明了参数的合理选择。移动和固定离子的情况下被认为是。结果表明，前一种情况下的孤立波振幅比后一种情况大。在等离子体密度较小的情况下，近似微扰解析解与精确数值计算结果吻合较好。但随着等离子体密度的增加，这种分析方法越来越失去其有效性。正电子分数对孤波振幅的影响呈单调递增关系。本文还简要讨论了这些结果对粒子加速的应用。
2013-10-16 physics.plasm-ph
Research progress on advanced positron acceleration
本文综述了先进正电子加速方案的研究进展，重点分析粒子束驱动、激光驱动、辐射加速和空心等离子体通道等方法的优缺点，并展望未来发展方向。
2024-01-11 physics.acc-ph physics.plasm-ph
Magnetizing nonlinear plasma wakefields for positron acceleration
National Taiwan University（国立台湾大学）；Stanford University（斯坦福大学）；SLAC National Accelerator Laboratory（SLAC国家加速器实验室）；Heinrich Heine University（杜塞尔多夫大学）
该研究通过三维模拟，利用磁化条件匹配回旋与等离子体频率形成稳定电子柱，扩大正电子加速的合适相空间，使正电子束获能 100-150 MeV，捕获率达 92%。
2026-10-01 physics.acc-ph physics.plasm-ph
Gyrokinetic Stability of Electron-Positron-Ion Plasmas
在平板几何条件下研究了离子（质子）混合污染的正负电子等离子体的回旋动力学稳定性。推导并求解了相应的色散关系。考虑了离子温度梯度驱动的不稳定性、电子温度梯度驱动的不稳定性、普适模和剪切阿尔芬波。污染的等离子体保持稳定，如果污染程度低于某个阈值，它被发现，剪切阿尔芬波可以存在于污染的等离子体中的情况下，它是不存在的离子污染。
2017-09-14 physics.plasm-ph
Comoving acceleration of overdense electron-positron plasma by colliding ultra-intense laser pulses
本文介绍了用粒子模拟方法（PIC）对电子-正电子等离子体（e+e-）在同向电磁脉冲作用下的持续加速过程的模拟结果。用线偏振超短激光脉冲从两侧照射过密e ~+e ~-等离子体薄板时，当等离子体被压缩到小于~ 2相对论趋肤深度时，脉冲被透射。一小部分等离子体然后被捕获，并有效地加速自诱导JxB力。对于1微米激光和1021 Wcm-2的强度，最大能量在皮秒内超过GeV。
2006-03-17 physics.plasm-ph
Positron Acceleration in an Elongated Bubble Regime
提出了一种在非线性等离子体尾场加速器中加速正电子的新概念。通过加载尾流场（等离子体气泡的背面）与短的电子束，在第一个气泡之后创建了过量等离子体电子积累的扩展区域，从而产生了有利的区域，同时具有正电子的聚焦和加速场。通过广泛的参数扫描，获得了优化加载参数的比例律。由于聚焦场的良好质量，在这种新的制度下，可以实现正电子加速与发射度保存，它已被证明在三维粒子模拟。
2021-10-19 physics.acc-ph physics.plasm-ph
Angular momenta creation in relativistic electron-positron plasma
研究了相对论性正负电子等离子体中角动量的产生。结果表明，一个链的角动量携带涡是一个强大的渐近状态所维持的广义非线性薛定谔方程的系统特性。结果表明，当角动量应用于早期宇宙的MeV时期时，可能存在一种电磁起源。
2002-10-26 physics.plasm-ph
Propagation of ion-acoustic solitary waves in a relativistic electron-positron-ion plasma
在相对论流体力学模型下，利用Sagdeev赝势方法研究了由冷离子和超相对论热电子、正电子组成的完全相对论等离子体中大振幅离子声孤立波（IASW）的传播.通过对赝势结构的分析，研究了等离子体流体流动速度、热能、正电子密度和正电子温度对大振幅IASW的影响。结果表明，在等离子体流体流动速度大于孤立波流动速度的区域，随着等离子体流体流动速度的增加，势阱的深度和宽度增加，孤立波的宽度变窄，振幅变大。当等离子体流体的流动速度小于孤立波的流动速度时，这种现象正好相反。另一方面，随着热能的增加，势阱的深度和宽度减小，孤子的宽度变宽，振幅变小。另外，正电子密度的增加使孤子的最大振幅增大，宽度变窄。结果表明，改变正电子温度对IASW的宽度和振幅没有明显的影响。在完全相对论性的电子-正电子-离子（EPI）等离子体中也预言了定态类孤子任意振幅波的存在。等离子体流体的流动速度、热能、正电子密度和正电子温度对这类孤子的影响与大振幅IASW相同。
2011-02-14 physics.plasm-ph
Uniform focusing of sequence of relativistic positron bunches in plasma
基于等离子体的加速器维持比在常规加速器中获得的大几个数量级的加速梯度。在正负电子对撞机中，利用等离子体中激发的尾波场对电子束和正电子束进行聚焦是非常重要的。在等离子体中的聚焦机制，其中一个序列的所有电子聚束被相同地聚焦，已经被作者早先提出。本文用2.5D程序LCODE对等离子体中相对论性正电子束团序列的聚焦机制进行了数值模拟研究，其中序列中的正电子束团被均匀一致地聚焦。数值模拟了均匀等离子体中正电子长束团的自洽径向动力学。在模拟中，我们使用等离子体的流体动力学描述。换句话说，等离子体被认为是冷电子液体，正电子束团是宏观粒子的集合体。正电子束团被认为是纵向均匀的圆柱体。束团中的正电子在径向上按高斯分布。结果表明，在这种情况下，只有第一束团处于不等于零的有限纵向电尾流场中。其他束团在零纵向电尾流场Ez=0。该序列束团之间的纵向尾流场和径向力不为零。聚焦径向力的区域中，所占据的束，是恒定的沿每个束Fr= const。束之间的径向力是不均匀的。序列的所有正电子束团被相同地和均匀地聚焦。
2020-01-05 physics.comp-ph physics.plasm-ph
Ultra-short, MeV-scale laser-plasma positron source for positron annihilation lifetime spectroscopy
亚微米缺陷代表了制造中众所周知的基本问题，因为它们可以显著影响几乎任何高价值组件的性能和寿命。正电子湮没寿命谱可以说是唯一建立的方法，能够检测到亚纳米级的缺陷，但到目前为止，它只适用于表面研究，并具有有限的分辨率。在这里，我们的实验和数值模拟表明，激光驱动的系统可以克服这些众所周知的限制，通过产生超短正电子束的动能可调从500千电子伏到2兆电子伏和正电子的数量，每次拍摄在一个50千电子伏的能量片\color{black}的顺序的$10^3$。一个典型的兆焦耳尺度的kHz激光器的预期性能的数值模拟表明，产生兆电子量级的窄带和超短正电子束的通量超过$10^5$正电子/秒，感兴趣的快速体积扫描材料在高分辨率的可能性。
2021-04-19 physics.acc-ph physics.plasm-ph
Narrow bandwidth, low-emittance positron beams from a laser-wakefield accelerator
本文实验演示了具备窄带宽、低发射度和飞秒时长的激光驱动超相对论正电子源，并通过模拟证明其可注入并加速于等离子体尾波场。
2023-07-11 physics.acc-ph physics.plasm-ph
Pion and muon production in electron-positron photon plasma
本文研究了温度为$T\ll m_μ, m_π$的相对论电子-正电子-光子等离子体中π介子和μ介子的产生和平衡。我们认为，观察π介子和μ介子可以作为一种诊断工具，在研究这种等离子体的初始性质形成的强激光场。反之，μ介子和π介子在热环境中的性质也可以进行精确的实验研究。
2008-05-28 hep-ph nucl-ex nucl-th
Short-wavelength soliton in ultrarelativistic electron-positron-ion plasmas
本文导出了超相对论电子-正电子-离子等离子体中短波纵波的非线性动力学方程。与Lashkin最近的工作[Phys. Plasmas { \textbf{27} }，102302（2020）]相反，在非相对论性电子-离子简并等离子体的维格纳函数方法框架中提出了类似的方程，在我们的情况下，基于Vlasov动力学方程，所有三种粒子（电子，正电子和离子）都应该存在。非线性仅在存在离子群体的情况下出现。通过数值模拟，我们证明了甚至四个孤子之间的碰撞是完全弹性的。
2021-05-18 nlin.PS physics.plasm-ph
Distinctive features of ion-acoustic solitons in EPI super-dense magneto-plasmas with degenerate electrons and positrons
利用扩展的Poincaré-Lighthill-Kuo（PLK）约化微扰方法研究了小振幅离子声孤波（IASW）动力学（传播和相互作用），结果表明，在由无惯性简并电子、正电子和等温离子组成的磁等离子体中，当电子、正电子受到超相对论简并压力时，IASW动力学呈现出明显的特征.计算表明，在超相对论简并压力下，离子声孤立波在等离子体中可能发生不同的相互作用。
2010-10-01 astro-ph.SR physics.plasm-ph
Strong Electromagnetic Waves Propagation in an Electron-Positron-Ion Plasma
本文主要研究了三分量非磁化等离子体中电子-正电子-离子对强短电磁波包驱动的静电尾场的影响。描述驱动静电尾场的方程以非线性微分方程组的形式给出。该系统的解决方案进行了数值计算和结果显示图形。
2002-07-11 physics.plasm-ph
Emittance-preserving acceleration of high-quality positron beams using warm plasma filaments
本研究通过三维粒子网格模拟，证明利用温等离子体使横向尾场线性化，可将几十纳米发射度正电子束的发射度保持到百分之一，而微米发射度束则增长百分之十，从而提升束质量。
2023-11-13 physics.acc-ph physics.plasm-ph
Arbitrary amplitude inertial Alfven waves in homogeneous magnetized electron-positron-ion plasmas
本文给出了理想电子-正电子-离子（e-p-i）等离子体中惯性或慢剪切阿尔芬波（SSAW）的非线性方程组。利用Sagdeev势方法，得到了多组分等离子体中任意振幅SSAW的解析解。为了说明问题，还给出了几种不同情况下的数值解。发现SSAW的电子密度凹陷形成于超阿尔文区。在电子-离子等离子体中，非线性剪切阿尔芬波的振幅和宽度随着正电子浓度的增加而减小。孤子的宽度还取决于在e-i和e-p-i等离子体中微扰的传播方向。
2004-09-03 physics.plasm-ph
A compact, all-optical positron production and collection scheme
本研究提出一种基于激光等离子体的紧凑全光学正电子产生收集方案，利用靶后等离子体镜耦合激光驱动尾场捕获加速正电子，提升捕获效率，可用于正电子束注入及紧凑型等离子体正负电子直线对撞机研发。
2023-09-05 physics.acc-ph physics.app-ph physics.comp-ph
Radiation Pressure Effect on the degenerate Electron-Positron Plasma Dynamics
School of Physics, Free university of Tbilisi（第比利斯自由大学物理学院）；Andronikashvili Institute of Physics (TSU)（安德罗尼卡什维利物理研究所（第比利斯国立大学））
研究辐射压力对简并电子 - 正电子等离子体集体动力学的影响，通过假设费米能量超热能，应用广义协变流体动力学方程，得出在致密等离子体中辐射压力使终端整体洛伦兹因子增强且伴有等离子体冷却的结论。
2026-07-28 physics.plasm-ph
Transparency of an instantaneously created electron-positron-photon plasma
相对论性等离子体在小体积内释放大量能量时产生的膨胀问题已被许多作者考虑过。我们使用Bisnovatyi-Kogan和Murzina（1995）的球对称相对论展开的解析解。得到了电子-正电子-光子等离子体的光变曲线和透明态光谱。我们将我们的结果与Goodman（1986）的工作进行了比较。
2014-01-07 astro-ph.HE physics.plasm-ph
Electromagnetic vortex beam dynamics in degenerate electron-positron astrophysical plasmas
对于简并天体物理正负电子等离子体，我们考虑了带有角动量的电磁束的动力学。结果表明，对于任意简并度，当光束功率超过某一临界值时，光束分裂成许多细丝，最终形成稳定的空间孤子，使结构中心保持零场。
2021-10-31 astro-ph.HE physics.plasm-ph physics.space-ph
Designing a Plasma Lens as a Matching Device for the ILC Positron Source
为了实现一个计划中的高亮度和高能量的$e^+e^-$对撞机，作为ILC，必须产生大量的正电子和加速的粒子必须被捕获和匹配根据阻尼环的接受。存在几种技术可能性。在这篇文章中，将提出一种新的有希望的捕获正电子的替代方法，即等离子体透镜作为光学匹配装置的应用。它将与ILC的电流匹配装置，即四分之一波Transformer进行比较。等离子体透镜的优点是不同的磁场分量，其以更有效的方式聚焦发散束。因此，本文将表明，可以更容易地达到产量要求。等离子体透镜实际上是一种很有前途的替代品，一旦技术可行性得到批准，它就可以用来聚焦光束。在模拟中，锥形有源等离子体透镜已被优化使用的时间均匀电流密度常数的近似。优化过程导致等离子体透镜设计，该等离子体透镜设计在ILC当前提出的光学匹配装置（即四分之一波长Transformer）上改进了大约$50-100\%$。此外，该设计已被证明，以保证在$\pm1.5\%$内的单个，独立的参数偏差约$\pm10\%$的稳定捕获的正电子产额。
2021-05-28 physics.acc-ph physics.plasm-ph
Generation of a neutral, high-density electron-positron plasma in the laboratory
我们报告的纯中性，相对论性的电子-正电子对等离子体的激光驱动的产生。这些等离子体的总体电荷中性、高平均洛伦兹因子（$γ_{e/p} \approx 15$）、小发散（$θ_{e/p} \approx 10 - 20$ mrad）和高密度（$n_{e/p}\simeq 10^{15}$ cm $^{-3}$）为在与电子-正电子天体物理等离子体相关的制度中对这种奇异物质状态的动力学进行实验研究开辟了道路。
2015-03-04 physics.plasm-ph
New Longitudinal Waves in Electron-Positron-Ion Quantum Plasmas
本文导出了电子-正电子（空穴）-离子量子等离子体的一般量子色散方程，并对某些有趣的情形进行了研究。在电子-正电子简并费米气体中，无论有无马德隆项，都发现了一种新的零声波，而在电子-空穴等离子体中，则发现了一种新的量子纵波，这与量子电子-离子等离子体中的情形完全不同。这些量子波的激发低密度单能直电子束检查。在此基础上，导出了新量子波的KdV方程，讨论了Madelung项在KdV孤子形成中的作用。
2010-08-13 astro-ph.CO cond-mat.other physics.plasm-ph
Nonlinear propagation of broadband intense electromagnetic waves in an electron-positron plasma
提出了描述强电磁脉冲在正负电子等离子体中非线性演化的动力学方程。分析了相对论强部分相干脉冲的调制不稳定性，发现调制不稳定性受到脉冲谱宽的抑制。对一维动力学光子方程进行了数值研究。计算机模拟揭示了局域宽带脉冲的Fermi-Pasta-Ulam类复现现象。这一结果对于理解宽带强电磁脉冲在激光等离子体系统中e-p等离子体中的非线性传播以及天体物理等离子体环境中的作用具有重要意义。
2006-07-19 physics.plasm-ph
High efficiency uniform positron beam loading in a hollow channel plasma wakefield accelerator
提出了一种新的正电子束流加载方式，在空心等离子体通道中实现了高梯度窄能散的$e^+$束流加速。在该区域中，$e^+$束与驱动$e^-$束在时间和空间上一致，并且它们的净电流分布确定等离子体尾场。三维粒子模拟结果表明，通过精确控制束流分布和加载相位，可以同时实现$\sim$ nC电荷的$e^+$束流加速，$\sim$ GV/m梯度、$\lesssim$ 0. 5%的诱导能量扩展和$\sim$ 50%的能量转移效率。此外，仅定制更可调谐的$e^-$束而不是$e^+$束的电流分布就足以获得这种有利的结果。本文提出了一种同时考虑空心等离子体通道中线性和非线性等离子体响应的理论分析方法，以量化束流加载效应。这一理论与模拟结果吻合得很好，并验证了这种梁加载制度在很宽的参数范围内的鲁棒性。
2021-11-08 physics.acc-ph physics.plasm-ph
A New Injection and Acceleration Scheme of Positrons in the Laser-Plasma Bubble Regime
提出了一种在激光驱动等离子体尾场中实现正电子注入和加速的新方法。理论模型的开发和验证，通过PIC模拟。一束环形光束和一束同轴传输的高斯光束在充满电子和正电子的预成型等离子体体积中驱动尾场。利用激光的有质动力和第一泡前桶的电荷分离力提供注入正电子的横动量，这些正电子被聚焦场捕获，然后被尾流场加速。模拟结果表明，可以获得相对高电荷量的准单能正电子束流。
2019-12-08 physics.plasm-ph
A near-ideal dechirper for plasma-based electron and positron acceleration using a hollow channel plasma
基于等离子体的电子和正电子尾场加速在过去十年中取得了长足的进步。然而，其应用于相干光源和对撞机的一个主要挑战是加速光束的相对较大的能量扩散，目前在百分之几的水平。这种能量扩展通常与尾波场振幅的纵向啁啾引起的束中的粒子位置相关。因此，去斜器对于将该扩散降低到$\sim0.1\%$水平，同时保持加速束的发射度是非常理想的。在这里，我们建议，一个低密度的空心通道等离子体可以作为一个近理想的电子和正电子的去啁啾。我们通过大规模的三维粒子模拟来证明这一概念。研究表明，从等离子体加速器出射的束流的初始正相关能量扩展（啁啾）可以通过束流在中空通道中从百分之几能级到$\leq 0.1\%$诱导的近似线性的自尾流来补偿。同时，由于沟道内的横向场可以忽略不计，所以束流发射度可以保持不变。这种被动方法可能会显着提高等离子体加速器的光束质量，为它们在未来紧凑型自由电子激光和对撞机中的应用铺平道路。
2019-08-04 physics.acc-ph physics.plasm-ph
Self-Guiding of Electromagnetic Beams in Degenerate Relativistic Electron-Positron Plasma
本文应用流体-麦克斯韦模型研究了电磁光束在完全简并的相对论性正负电子等离子体中自陷传输的可能性，结果表明，这种光束的动力学行为可以用具有特定饱和非线性类型的广义非线性薛定谔方程来描述。证明了径向对称局域孤立子结构的存在性。结果表明，对于任意的简并度，都存在稳定的孤立子结构。
2016-10-07 astro-ph.SR physics.plasm-ph
Optimal positron-beam excited plasma wakefields in Hollow and Ion-Wake channels
与等离子体电子相互作用的正电子束驱动径向吸入，与过密区域中的电子束驱动吹出相反，$n_b>n_0$。在均匀等离子体中，电子从所有不同的半径径向吸入。从不同半径坍缩的电子不会同时压缩轴上驱动弱场。空心沟道允许电子从其沟道半径同时崩溃激发相干场。分析了最佳信道半径。此外，中空中的低离子密度允许具有聚焦相位的更大区域，我们显示其为线性聚焦。我们已经表明，形成一个离子尾流通道后面的吹灭电子泡尾流。在这里，我们探讨正电子加速过密制度比较一个最佳的空心等离子体通道的离子尾流通道。并对最佳空心流道半径的条件进行了比较。我们还讨论了非理想离子尾流通道对正电子束激发场的影响。
2015-12-25 hep-ex physics.acc-ph physics.plasm-ph
