Urychlovače

Laserem řízené plazmové urychlovače představují slibnou technologii, jež může nahradit současné radiofrekvenční urychlovače. Navíc díky svému silnému elektrickému poli (řádově 100 GV/m), jež je alespoň tisíckrát silnější než to, které je dostupné v dnešních urychlovačích, mohou být postaveny ve velmi kompaktní formě. Ačkoli byly dosud experimentálně demonstrovány parametry odpovídající klasickým urychlovačům, tj. energetický rozptyl, emitance a délka svazku, tyto parametry byly experimentálně dosaženy pouze jednotlivě, nikoli všechny najednou, jak by bylo vyžadováno pro běžný provoz urychlovače. Dalším nevyřešeným problémem je tzv. fázování urychlování, kdy pro dosažení velmi vysokých energií svazků je nutné použít sérii několika urychlovacích stupňů. Experimentálně sice bylo dvoustupňové urychlování demonstrováno, ale za cenu ztráty téměř 80% částic. Tento projekt se snaží přispět k překlenutí těchto technologických obtíží, např. vývojem speciálních plazmových čoček, které budou kompenzovat geometrickou disperzi svazku, čímž by nemělo docházet téměř k žádným ztrátám částic ze svazku, vývojem femtosekundového injektoru elektronů, atd. Studenti s tímto zaměřením se budou podílet na výzkumu a vývoji těchto specifických částí plazmových urychlovačů a pokročilých diagnostik femtosekundových elektronových svazků.

Skupina vědců a studentů na katedře fyziky FJFI se zabývá výzkumem a vývojem kompaktních laserem řízených urychlovačů, o nichž se uvažuje jako o slibných kandidátech, jež mohou nahradit současné radiofrekvenční urychlovače. Skupina tématicky pokrývá několik v současné době progresivních oblastí plazmových urychlovačů od numerických simulací přes generaci ultrakrátkých svazků a vývoj diagnostik až po samotnou technickou stránku urychlovačů. Například navrhujeme plazmové čočky, jež kompenzují geometrickou disperzi elektronového svazku, takže po jejich průchodu si svazek zachová svoji délku v řádu jednotek femtosekund. Zkoumáme transport femtosekundových svazků za pomoci konvenčních kvadrupólových čoček. Dále vyvíjíme N-snímkový interferometr, který využívá nelineárně generované bílé světlo, tzv. superkontinuum. V neposlední řadě studujeme, pomocí tzv. particle-in-cell simulací, vstřikování elektronového svazku do plazmové vlny a hledáme optimální podmínky pro urychlování svazků s velmi vysokým nábojem a určujeme jeho fyzikální limity. 

Pracovníci