Focusing of electron and positron bunches in plasma-dielectric wakefield accelerators

Abstract

The results of analytical studies and numerical simulations of wakefield excitation in a plasma-dielectric structure are presented. In the linear theory approximation (overdense plasma) it is shown that at a certain plasma density the superposition of the plasma wave and the dielectric waves allows the acceleration of the witness bunch with simultaneous focusing. Also, we carried out a PIC simulation of the underdense (“blowout”) and overdense regime of wakefield excitation in the unit.

Представлені результати аналітичних досліджень і чисельного моделювання збудження кільватерних полів у плазмово-діелектричної структурі. У лінійному наближенні (надщільна плазма) показано, що при певній щільності плазми суперпозиція плазмової і діелектричної хвиль дозволяє прискорювати тестовий згусток з його одночасної фокусуванням. Також ми виконали моделювання методом "частинка в комірці" збудження кільватерних полів для випадків розрідженій і надщільної плазми.

Представлены результаты аналитических и численных исследований возбуждения кильватерных полей в плазменно-диэлектрической структуре. В линейном приближении (сверхплотная плазма) показано, что при определенной плотности плазмы суперпозиция плазменной и диэлектрической волн позволяет ускорять тестовый сгусток с его одновременной фокусировкой. Также мы выполнили моделирование методом “частица в ячейке” возбуждения кильватерных полей для случаев разреженной и сверхплотной плазмы.