Zvýšení kvality elektronového svazku injektovaného do urychlující plazmové vlny

  • 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 v dnešní době je experimentální výzvou produkovat elektronový svazek, který má všechny parametry srovnatelné s konvenčními radiofrekvenčními urychlovači. Jedním z hlavních parametrů je emittance svazku, a to jak příčná, tak zejména podélná. Generace svazku s nízkou emittancí je tak klíčová pro následný transport svazku do interakčního bodu. Emittance je definována jako objem ve fázovém prostoru (hybnost – poloha), který má úzkou souvislost s tzv. injekčním objemem. To je taková oblast v plazmatu, ze které mohou být elektrony injektovány (vstříknuty) do urychlující fáze. Manipulace s injekčním objemem tak může vést k produkci elektronových svazků s vysokou opakovatelností a kvalitou parametrů srovnatelných či lepších než dosahují současné konvenční urychlovače. 

Cílem práce je studium injekčního objemu v plazmatu pro urychlování elektronových svazků pomocí plazmových vln pro dosažení elektronového svazku s velmi nízkou emitancí. 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)