شبیه سازی ذره ای دوبعدی شتاب الکترون در برهم کنش پالس لیزری کوتاه با پلاسمای دارای رمپ چگالی در رژیم حبابی

در این مقاله، با استفاده از شبیه سازی ذره ای دوبعدی پلاسما، شتاب الکترون در رژیم حبابی در اثر برهم کنش پالس لیزری پرشدت کوتاه با یک پلاسمای رقیق دارای رمپ چگالی مورد بررسی قرار گرفته است. در اثر نیروی پاندرماتیو لیزری، موج پلاسمایی و میدان الکتریکی متناظر با آن در پلاسما تشکیل می شود. الکترون های تزریق شده در ناحیه ی متمرکزکننده و شتاب دهنده موج پلاسمایی می توانند از موج انرژی گرفته و تا انرژی هایی از مرتبه گیگالکترون ولت شتاب داده شوند. نتایج شبیه سازی ذره ای دوبعدی نشان می دهد با افزایش شیب چگالی پلاسما، سرعت فاز موج پلاسمایی ایجاد شده افزایش و طول موج متناظر با آن کاهش می یابد. این امر موجب جابجایی ناحیه ی متمرکزکننده و شتاب دهنده موج پلاسمایی و در نهایت افزایش طول شتاب در فرآیند شتابدهی الکترون می گردد. با در نظر گرفتن پالس لیزری با دامنه شدت بدون بعد ، پهنای پالس  و پلاسما با رمپ چگالی به طول ، میدان الکتریکی شتابدهنده متناظر با موج پلاسمایی با دامنه ی  بدست آمد. نتایج بدست آمده می تواند در انتخاب پروفایل مناسب چگالی پلاسما در طراحی سامانه ی شتاب دهنده لیزر- پلاسما برای دستیابی به انرژی هایی از مرتبه گیگاالکترون ولت در زمان های کوتاه دارای اهمیت باشد.