배경 :
기존 가속기 (Linacs, Synchrotrons, Cyclotrons)는 외부로 생성 된 RF- 전위를 적용하여 하전 입자를 가속화하고 묶습니다. TEV 에너지에 도달하기 위해이 가속기는 크기의 킬로미터 또는 마일을 가지고 있습니다.
고출력 레이저는 소형 가속기를 향한 새로운 경로를 열어주는 전자기장이 초점 지점의 변위 전류에 의해 자체 생성되기 때문입니다.
레이저 구동 가속도 체계는 강한 준 전기장에서 입자의 가속도 또는 초소형 레이저 펄스와 물질과의 상호 작용에 의해 생성 된 빠르게 움직이는 전자기장의 가속도를 기반으로합니다.
관련된 상호 작용 메커니즘에는 다음이 포함됩니다.
(a) 표적 정상 시스 가속도 (TNSA) :이 체계에서 고강도 레이저 펄스는 얇은 호일의 전면에 초점을 맞 춥니 다. 초점에서, 전자는 대상의 표면으로 정상으로 배출되어 표적의 후면에서 이온을 가속화하는 정전기장 (외피)을 만듭니다.
(b) 레이저 웨이크 필드 가속도 (LWFA) :여기서, 레이저 펄스는 플라즈마 채널 또는 가스 제트를 통해 전파됩니다. 레이저 펄스의 숙고력은 상호 작용 영역의 중심으로부터 전자를 추방하여 Wakefield의 형성으로 이어진다. 웨이크 구조의 전기장은 후행 전자 또는 포지 트론을 가속화 할 수 있습니다.
(c) 방사선 압력 가속도 (RPA) :RPA에서 고 에너지 광자는 그 운동량을 하전 입자로 전달한다. 이 체계는 Breit-wheeler 공정을 악용하여 전자를 울트라 에너지로 가속화 할 수 있으며, 여기서 감마선 광자는 강한 전자기장의 존재하에 전자-포지트론 쌍으로 변환됩니다.
(d) 빔 구동 플라즈마 웨이크 필드 가속도 :이 체계에서, 기존의 가속기에서 생성 된 양성자 빔과 같은 하전 된 입자 빔은 다른 하전 입자를 가속화 할 수있는 플라즈마 웨이크 필드를 구동한다.
레이저를 사용한 입자 빔 가속도는 빠르게 성장하는 연구 분야이며, 입자 물리학, 의료 응용 및 산업 환경의 상당한 발전 가능성이 있습니다.
