Jaroslav Švec Ondra Horský Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti

 Vývoj intenzity laserů  Výhodné oproti elektromagnetickým typům urychlovačů  pole:TV/m oproti MV/m  Krátké svazky oproti běžným urychlovačům (1000x)  Krátká urychlovací délka  Využití – ve fyzice, medicíně, technice atd.

 Energie ~ 3 MeV  Rychost už kolem 0,99 c  Energie 150 Gev  Rychlost se ale zvětší relatině nepatrně na 0,999…9 c  V podstatě jde tedy spíše o zvětšování energie částic, než jejich urychlování!

Dvě cesty vývoje  Co největší výkon k urychlování  Efektivnější řešení urychlování

Schéma experimentu

Typy urychlování Dvě cesty vývoje  Elektronů – náš případ (energie dodaná během mnohem kratší doby)  Iontů

 Postupující impuls odděluje elektrony od iontů a vytváří za sebou postupující elektrické pole  Elektrony jsou urychlovány potenciálem v plazmatu za laserem

 Krátkého laserového pulsu (<1 picosekunda)  Délka pulzu odpovídá hustotě plazmatu  Rychlost vlny menší než rychlost světla - elektrony (pohybující se rychlostí světla) utečou z příznivé urychlovací fáze a začnou se zpomalovat - omezená urychlovací délka LWFA laser wake-field acceleration

 Řadou pulzů se docílí rezonančního růstu vln, (účinky jednotlivých pulzů se sečtou)  Ve fázi návrhů  Výhoda: není nutný výkonný laser  Nevýhoda: nutnost vysoké přesnosti ( načasování na femtosekundy, optická dráha přesná na mikrometry) RLWFA resonant laser wake-field acceleration

 Navrhovaná dříve (LWFA – krátkovlnné lasery s vysokou intenzitou, pulzy nebyly dostupné.)  Dva dlouhé laserové svazky s mírně odlišnou frekvencí kdy ω 1 – ω 2 = ω p, kde ω p je frekvence plazmatu.  Pulzy interferují a rezonančně budí vlny PBWA plasma beat-wave accelerator

 Pro danou délku pulzu, hustota plazmatu je větší než pro LWFA  vyšší urychlovací pole  Interakce pulzu s plazmatem způsobí, že dlouhý pulz je rozdělen na řadu krátkých  Více nestabilní než LWFA SMLWFA self-modulated laser wake-field acceleration

 Analogické LWFA, místo laserového pulzu je použit intenzivní elektronový svazek  Výhoda: (oproti LWFA) vlna se pohybuje rychlostí světla - není omezena interakční délka  Omezení: energie se maximálně zdvojnásobí PWFA – svazkem e + nebo e -

Laser – PALS (Prague Asterix laser System)  Nepoužívá se k urychlování  V současné době pokusy s generací rengenového záření  maximální výkon 20TW

Schéma laseru

 Svazek musí být homogenní v celém průřezu  Jedná se o prostorovou filtraci (odstraní halo způsobené rozptylem na vzduchu) Filtry

 Zvětšují průměr laserového svazku tak, aby odpovídal průměru vstupní apartury následujícího zesilovače.

 Udržují valenční elektrony plynu v zesilovačích v ionizovaném stavu pomocí UV záření.  Při průletu laserového záření dochází k navrácení excitovaných elektronů na svou původní energetickou hladinu a vyzáření fotonu ve stejné fázi.