شبیه‌سازی ذره‌ای شتاب دادن الکترون‌ها در پلاسمای کم چگال

Authors

  • جمشیدی, مینا دانشگاه الزهرا
  • درویش‌ملا, سحر دانشگاه الزهرا
  • روحانی, محمودرضا دانشگاه الزهرا
  • چابک‌سوار, مرجان دانشگاه الزهرا
Abstract:

One of the interesting Laser-Plasma phenomena, when the laser power is high and ultra intense, is the generation of large amplitude plasma waves (Wakefield) and electron acceleration. An intense electromagnetic laser pulse can create plasma oscillations through the action of the nonlinear pondermotive force. electrons trapped in the wake can be accelerated to high energies, more than 1 TW. Of the wide variety of methods for generating a regular electric field in plasmas with strong laser radiation, the most attractive one at the present time is the scheme of the Laser Wake Field Accelerator (LWFA). In this method, a strong Langmuir wave is excited in the plasma. In such a wave, electrons are trapped and can acquire relativistic energies, accelerated to high energies. In this paper the PIC simulation of wakefield generation and electron acceleration in an underdense plasma with a short ultra intense laser pulse is discussed. 2D electromagnetic PIC code is written by FORTRAN 90, are developed, and the propagation of different electromagnetic waves in vacuum and plasma is shown. Next, the accuracy of implementation of 2D electromagnetic code is verified, making it relativistic and simulating the generating of wakefield and electron acceleration in an underdense plasma. It is shown that when a symmetric electromagnetic pulse passes through the plasma, the longitudinal field generated in plasma, at the back of the pulse, is weaker than the one due to an asymmetric electromagnetic pulse, and thus the electrons acquire less energy. About the asymmetric pulse, when front part of the pulse has smaller time rise than the back part of the pulse, a stronger wakefield generates, in plasma, at the back of the pulse, and consequently the electrons acquire more energy. In an inverse case, when the rise time of the back part of the pulse is bigger in comparison with that of the back part, a weaker wakefield generates and this leads to the fact that the electrons acquire less energy.

Upgrade to premium to download articles

Sign up to access the full text

Already have an account?login

similar resources

شبیه سازی ذره ای شتاب دادن الکترون ها در پلاسمای کم چگال

یکی از پدیده هایی که در برهم کنش لیزر-پلاسما، زمانی که توان لیزر به اندازه کافی قوی باشد، قابل مشاهده است، تولید امواج دنباله پلاسما با دامنه بزرگ و با سرعت فاز نزدیک به سرعت نور است. با استفاده از این امواج پلاسما، که در واقع یک اختلال چگالی الکترونی پلاسماست، می توان یک الکترون را تا انرژی های بالا، بیش از1tw ، شتاب داد. این روش شتاب دادن الکترون ها توسط پالس لیزر کوتاه و پر شدت به lwfa (lase...

full text

شبیه‌سازی ذره‌ای ناپایداری رامان پیش رو در پلاسمای کم چگال

 Propagation of Electromagnetic wave in a plasma in the equilibrium state can cause instability. Investigating the situations in which this kind of instability occurs and grows is an important issue. In this paper, Raman instability in plasma is analyzed by particle simulation method. In terms of physical investigation, plasma is a very complicated environment and experimentally too expensive. ...

full text

تاثیر میدان مغناطیسی تولید شده در برهمکنش پالس لیزری پرشدت با پلاسمای کم چگال بر شتاب بسته الکترونی در رژیم حبابی

دراین مقاله تاثیر میدان مغناطیسی حاصل از برهمکنش لیزر پرشدت فمتوثانیه ای با پلاسمای کم چگال در رژیم حبابی روی شتاب بسته الکترونی با توزیع یکنواخت گاوسی در سرعت و مکان مورد بررسی قرار گرفته است. دیده شد که میدان مغناطیسی می تواند انرژی نهایی بسته الکترونی را از حدود 1GeVبه حدود 1.2GeVافزایش دهد و پهن شدگی انرژی نهایی را کاهش دهد. همچنین واگرایی نهایی بسته الکترونی نیز در حدود یک مرتبه بزرگی کاهش...

full text

منحنی دما در پلاسمای فوق چگال اتلافی

In this paper, an investigation is undertaken to introduce a simple and effective mechanism of over-dense plasma. The collisional effects reduce the rate of the energy transmission.  In the collisional dissipative plasma, dielectric coefficient is complex due to collision and the imaginary part of dielectric coefficient is related to the collision. Materials with complex dielectric coefficient,...

full text

شتاب دادن ذرات پلاسمای غباری توسط بیم یونی

در این پژوهش، خصوصیات پلاسمای غباری و کاربردهای فراوان آن، رفتار ذرات غبار در محیط پلاسمای غباری، نیروهای وارد بر ذرات غبار، امواج موجود در پلاسمای غباری و رابطه پاشندگی آنها مورد مطالعه قرار گرفته است. پس از معرفی اجمالی تعدادی از ناپایداری های سیستم پلاسمای غباری، با استفاده از روش سیالی، اثرات برخوردی در پلاسمای غباری بررسی شده است. پاسخ پلاسمای غباری به میدان مغناطیسی خارجی، با استفاده از م...

15 صفحه اول

گذر امواج الکترومغناطیسی از پلاسمای چگال ناهمگن

در این مقاله به بررسی چگونگی عبور امواج الکترومغناطیسی از لایة پلاسمای سرد ابرچگال ناهمگن در حضور میدان مغناطیسی پرداخته می­شود. پلاسمای ابرچگال نمونه‌ای از یک مادة چپگرد است، و عبور موج الکترومغناطیسی از آن ناشی از برانگیختگی مدهای سطحی پلاسما می­باشد. در اینجا ساختار خاصی از پلاسمای چگال معرفی می‌شود و به‌طور ویژه نشان داده می‌شود که امواج سطحی به‌خوبی می­توانند در دو سمت آن برانگیخته شوند و ...

full text

My Resources

Save resource for easier access later

Save to my library Already added to my library

{@ msg_add @}


Journal title

volume 11  issue 1

pages  87- 107

publication date 2011-06

By following a journal you will be notified via email when a new issue of this journal is published.

Keywords

No Keywords

Hosted on Doprax cloud platform doprax.com

copyright © 2015-2023