Studium plazmových vlnovodů

  • Vedoucí práce / Supervisor: Ing. Michaela Kozlová, Ph.D.
  • Pracoviště / Workplace: ÚFP AV ČR, v. v. i.
  • Kontakt / Contact: kozlova@fzu.cz

Laserem generované plazmové vlny představují slibný způsob pro urychlování nabitých částic zejména elektronů. Plazmové vlny nesou ohromné elektrické pole, které dovoluje postavit kompaktní tzv. stolní urychlovače. Nicméně interakce laseru s plazmatem je omezena difrakcí laserového impulzu na několik milimetrů, tímto je omezena i maximální dosažitelná energie svazku. Pro získání vyšších energií je tak nutné interakční oblast prodloužit. Pro prodloužení interakční délky laserového impulzu můžeme využít plazmové vlnovody, které se například vytvoří pomocí kombinace krátkého – femtosekundového – a dlouhého – nanosekundového – laserového impulzu. Plazmové vlnovody mohou být jak přímé, tak zahnuté a mohou být v podstatě libovolně dlouhé, a tak je možné se vyhnout použití vícestupňového urychlování. 

Cílem práce je studium plazmových kanálů pro urychlování elektronových svazků pomocí plazmových vln pro dosažení vysokých energií elektronového svazku. Student/ka se seznámí s fyzikou urychlování plazmovou vlnou nabitých částic, experimentálními technikami a diagnostikami potřebnými pro uskutečnění a charakterizaci plazmového urychlovače, případně numerickými metodami sloužícími ke studiu urychlování pomocí plazmových vln. Práce tak může být koncipována buď jako experimentální, nebo jako teoretická/simulační. Ačkoli se práce bude primárně soustředit na laserem urychlené svazky, její závěry jsou obecně použitelné i na elektrony či protony urychlené svazky nabitých částic. Téma práce je dostatečně široké, takže v něm bude možné pokračovat i na výzkumný úkol či diplomovou práci.

Literatura:

[1] S. Corde et. al.: Femtosecond x rays from laser-plasma accelerators, Rev. Mod. Phys. 85, 1 (2013)

[2] E. Esarey, C. B. Schroeder, and W. P. Leemans: Physics of laser-driven plasma-based electron accelerators, Rev. Mod. Phys. 81, 1229 (2009)