激光光壓離子加速動態(tài)致穩(wěn)新方案
強激光與物質相互作用中，其電荷分離場可高達100 GV/m， 比傳統(tǒng)射頻加速器高3個數(shù)量級，能夠在厘米量級的距離內將帶電粒子加速到GeV能量，因此利用激光加速器取代傳統(tǒng)加速器引起了科學界的廣泛興趣。
 強激光與物質相互作用中，其電荷分離場可高達100 GV/m， 比傳統(tǒng)射頻加速器高3個數(shù)量級，能夠在厘米量級的距離內將帶電粒子加速到GeV能量，因此利用激光加速器取代傳統(tǒng)加速器引起了科學界的廣泛興趣。 在諸多激光離子加速機制中，光壓加速（Radiation Pressure Acceleration，RPA）理論上獲得的離子束具有能散小、束流密度大、能量轉化效率高等特點，是當下研究的前沿和熱點。雖然RPA理論及一維模擬結果極具吸引力，但目前實驗上還難以獲得預期的好結果。究其根源，除去實驗上激光靶參數(shù)不夠理想外，最關鍵的原因就是高維條件下不穩(wěn)定性的劇烈發(fā)展。主流認為主要是類瑞利-泰勒（RT）不穩(wěn)定性在起負面影響。這種不穩(wěn)定性發(fā)展最終會引發(fā)同步加速等離子體片中電子的加熱和大量損失，導致等離子片發(fā)生庫侖爆炸，加速被破壞，最終獲得的離子束品質差。 如何抑制不穩(wěn)定性的發(fā)生是目前RPA研究最具挑戰(zhàn)性的問題之一，諸多方法被提出和研究，但實際效果一直都不理想。  圖1.光壓加速動態(tài)致穩(wěn)方案示意圖 |
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