نوع مقاله : یادداشت پژوهشی
نویسنده
پژوهشکدة پلاسما و گداخت هسته‌ای، پژوهشگاه علوم و فنون هسته‌ای، تهران، ایران
چکیده
در این مقاله شتاب الکترون و دینامیک نسبیتی آن در یک کانال یونی ایجاد شده حین عبور پالس لیزر در پلاسما، تحت تأثیر میدان‌های مغناطیسی ویگلر پیچشی و مایل خارجی، پتانسیل بار فضایی یون و موج پلاسمایی به صورت تحلیلی و عددی مورد بررسی قرار گرفته است. معادلات حاکم بر دینامیک الکترون نسبیتی، معادلات نیروی لورنتس سه بعدی هستند. برای تحلیل عددی معادلات به دست آمده، از یک کد تک ذره نسبیتی سه بعدی و روش رانگ کوتای مرتبه چهارم استفاده شده است. نتایج عددی نشان می‌دهند دینامیک الکترون نسبیتی در کانال یونی و بهرة انرژی آن به طور قابل توجهی تحت تأثیر میدان مغناطیسی مایل خارجی، ویگلر پیچشی و همچنین بار فضایی یون قرار می‌گیرند. نتایج به دست آمده در این مقاله می‌تواند در طراحی شتابدهندههای پلاسمایی با ابعاد کوچک بسیار حائز اهمیت باشند.
کلیدواژه‌ها
عنوان مقاله [English]
Relativistic electron dynamics in ion channel guiding in the presence of a helical wiggler and an external oblique magnetic field
نویسنده [English]
- A Kargarian
Plasma and Nuclear Fusion Research School, Nuclear Science and Technology Research Institute, Tehran, Iran
چکیده [English]
In this paper, the electron acceleration and its relativistic dynamics in an ion-channel formed due to the laser pulse propagation through the plasma and under influence of the ion channel space-charge and a heliacal wiggler as well as the oblique magnetic field have been investigated. The equations for investigation of the electron dynamics are the tree-dimension Lorentz equations. For analytical analysis of the obtained equations, a three-dimension single particle code and forth order Runge-Kutta method is used as well. The electron energy gain and the relativistic electron dynamics drastically are affected by the ion-channel potential and the helical wiggler and also the external oblique magnetic field. The results of this paper can be significant in the selection of the appropriate parameters for plasma-based accelerators design.
کلیدواژه‌ها [English]
- Relativistic dynamics
- magnetized ion channel
- helical wiggler
- external oblique magnetic field
- E Esarey, B A Shadwick, P Catravas, and W P Leemans, Physical Review E 65, 5 (2002) 056505.
- M Litos, E Adli, W An, C I Clarke, C E Clayton, Sébastien Corde, J. P. Delahaye et al., Nature 515, 7525 (2014) 92.
- A Arefiev, V Vladimir, N Khudik, and M Schollmeier. Physics of Plasmas 21, 3 (2014) 033104.
- Z Wang, T Chang-Jian, and P Xiao-Dong, Physics of Plasmas 17 (2010) 083114.
- F Albert, N Lemos, J L Shaw, B B Pollock, C Goyon, W Schumaker, A M Saunders et al., Physical review letters 118, 13 (2017) 134801.
- T W. Huang, A P L Robinson, C T Zhou, Bin Qiao, Bin Liu, S C Ruan, X T He, and P A Norreys. Physical Review E 93, 6 (2016) 063203.
- M I Bakunov, S B Bodrov, A V Maslov, and A M Sergeev. Physical Review E 70, 1 (2004) 016401.
- Sh Irani, H Hakimi Pajouh, and A Esfandyari. Iran. J. Phys. Res. 11, 4 (2012) 361.
- H Mehdian, A Kargarian, A Hasanbeigi, Optik 126, 21 (2015) 3299.
10. A Kargarian, H Mehdian, A Hasanbeigi, Iran. J. Phys. Res. 14, 1 (2014) 83.
11. S Sadegzadeh, A Hasanbeigi, H Mehdian, H Alimohamadi, Physics of Plasmas 19, 2 (2012) 023108.
12. H Mehdian, A Hasanbeigi, S Jafari, Physics of Plasmas 15, 7 (2008) 073103.
13. D Su, C.J.Tang, Physics of Plasmas 18, 2 (2011) 023104.
14. N Kumar and V K Tripathi, Europhysics Letters 75, 2 (2006) 260.
)