Urychlování elektronů plazmovou vlnou

  • Vedoucí práce / Supervisor: Ing. Dominika Mašlárová
  • Pracoviště / Workplace: ÚFP AV ČR, v. v. i.
  • Kontakt / Contact: maslarova@ipp.cas.cz

Urychlovače nabitých částic jsou v současné době využívány v řadě oborů jak v základním a aplikovaném výzkumu, tak i v průmyslu a lékařství. Většina velkých urychlovačů je založena na radiofrekvenční technologii, kdy maximální urychlovací elektrické pole, které je možné použít v urychlovací dutině, aniž by došlo k jejímu zničení, dosahuje 100MV/m. Proto tato zařízení dosahují značných rozměrů (LHC – 27 km, ILC – 30-50 km). Plazmové vlny nabízejí alternativní systém pro urychlování nabitých částic. Plazmové vlny nesoucí ohromné elektrické pole (100 GV/m) mohou být účinně generovány jak ultrakrátkým (femtosekundovým) intenzivním laserovým impulzem, tak svazkem nabitých částic – elektronů i protonů. Díky takto vysokému elektrickému poli je možné realizovat velmi kompaktní urychlovače dosahující rozměrů několika centimetrů až metrů v závislosti na požadované výstupní energii. 

Cílem práce je studium urychlování elektronových svazků pomocí plazmových vln. 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. 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)