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.

 

 

تحت نظارت وف بومی