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激光等离子体加速器产生的极化质子束

DOI：10.1142/s0217751x19420284 期刊：International Journal of Modern Physics A 出版年份：2019 更新时间：2025-09-16 10:30:52
摘要： 我们报道了一种创新性激光驱动等离子体加速器的概念，该加速器可产生动能高达数GeV的极化质子（或氘核）束流。为模拟等离子体中粒子自旋的运动，我们已在粒子模拟程序VLPL中将其作为额外自由度进行建模。实验方面，正在建造极化HCl气体射流靶，其中质子极化度将通过兰姆位移偏振仪测定。最终实验将在上海光机所10拍瓦激光系统SULF上进行，旨在首次观测激光产生等离子体中的极化粒子束流。
作者： Markus B¨uscher，Anna H¨utzen，Ilhan Engin，Johannes Thomas，Alexander Pukhov，J¨urgen B¨oker，Ralf Gebel，Andreas Lehrach，Ralf Engels，T. Peter Rakitzis，Dimitris So?kitis
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

研究一种激光驱动等离子体加速器概念，用于产生动能高达数GeV的极化质子（或氘核）束流。

研究成果

描述电磁场中自旋进动的T-BMT方程已被集成到VLPL PIC代码中，用于模拟激光-等离子体相互作用过程中的半经典自旋运动。要产生极化相对论质子束，需要含有极化氢核的靶材。目前正在建造基于HCl分子动态极化的相应气体射流靶。最终实验将在10拍瓦SULF装置上进行，首次观测来自激光生成等离子体的高达GeV量级的极化质子束。

研究不足

适用于TNSA机制激光加速的固体箔靶实验实现极具挑战性。此外，由于斯特恩-盖拉赫效应作用力微弱，在后续质子自旋追踪模拟工作中无需考虑该效应。

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