بخشی از مقاله
خلاصه
شتاب الکترون بوسیله پالس لیزری با قطبش شعاعی در حضور میدان مغناطیسی خارجی مطالعه شده است. با بهینه سازی پارامترهای مهمی مانند فاز اولیه پالس لیزری، اندازه میدان مغناطیسی خارجی و اندازه حرکت اولیه الکترون مشاهده شد که نوسانات بتاترونی ایجاد شده توسط میدان مغناطیسی محوری - در حدود - 1MG می تواند الکترون را برای مدت طولانیتری در فاز شتاب نگه دارد و به انرژی نهایی درحدود 637 MeV برساند. در صورتیکه با اعمال میدان مغناطیسی سمتی بیشترین مقدار انرژی نهایی الکترونها در حدود 225 MeV می شود.
.1 مقدمه
در چند دهه گذشته تحقیقات وسیعی روی برهمکنش لیزر و ذرات انجام شده است. مدل های تئوری و آزمایشگاهی متعددی پیشنهاد شد که هدف همه آنها بهبود کسب انرژی توسط الکترون بوده است.[1-3] تغییرات پارامترهای لیزر مانند قطبش، شعاع در کانون، فاز اولیه و تغییر فرکانس نقش مهمی در بهبود کسب انرژی توسط الکترون دارد
صحبت زاده و آکو تاثیر قطبش پالس چیرپ گوسی را روی شتاب بسته الکترونی در خلاء بررسی کردند.
برای یک پالس با قطبش دایروی جزء طولی میدان الکتریکی در جهت انتشار پالس نقش بسیار مهمی روی شتاب الکترون دارد.چون الکترونها در جهت انتشار پالس لیزری حرکت می کنند میدان مغناطیسی خارجی باعث بهبود نیروی V B می شود، هکچنین می تواند انرژی کسب شده توسط الکترون در شتاب لیزر-خلاء را افزایش دهد
شتاب الکترونها بوسیله یک پالس با قطبش دایروی در حضور میدان مغناطیسی پرشدت در خلا را مورد مطالعه قرار داد که نتیجه آن تولید الکترونهایی با انرژی از مرتبه GeV و واگرایی کم بوده است. تاثیر ترکیب قطبش و میدان مغناطیسی خارجی، بهبود مسیر و انرژی کسب شده توسط الکترونها می باشد
اثر میدان مغناطیسی سمتی را روی شتاب الکترون بوسیله تغییرات میدان مغناطیسی تا 40MG بررسی کردند. آنها مشاهده کردند که الکترون تحت تاثیر میدان مغناطیسی نوسانات بتاترونی انجام می دهد که این باعث افزایش طول برهمکنش پالس با الکترونها شده که نتیجه اش افزایش انرژی کسب شده توسط الکترونهاست.
در این مقاله ما شتاب الکترون در خلاء بوسیله یک پالس با قطبش شعاعی را در حضور میدان های مغناطیسی مختلف بررسی کردیم. یک الکترون وقتی با یک پالس با قطبش شعاعی برخورد می کند نیرویی از طرف جزء طولی میدان الکتریکی به آن وارد می شود که نتیجه آن شتاب الکترون با انرژی زیاد در جهت انتشار لیزر است. الکترون شتاب گرفته بعد از اینکه به انرژی های نسبیتی می رسد از فاز شتاب میدان لیزر خارج شده و وارد فاز کاهش شتاب می شود. نیروی V B از طرف میدان مغناطیسی نیز باعث می شود تا نوسانات بتاترونی برای مدت طولانی تری حفظ شود. بطور آزمایشگاهی توانایی تولید میدانهای مغناطیسی از مرتبه MG نیز و جود دارد
این مقاله در بخشهای زیر تنظیم شده است. در بخش دوم دینامیک الکترون در میدان الکترومغناطیسی مورد مطالعه قرار گرفته است. حل عددی و نتایج در بخش سوم آمده است. بخش چهارم نیز به نتیجه گیری اختصاص دارد.
.2 دینامیک حرکت الکترون
میدان الکتریکی یک پالس لیزری با قطبش شعاعی در تقریب پیرا محوری بصورت زیر قابل بیان است
شتاب الکترون بوسیله یک پالس لیزری با قطبش شعاعی در تقریب دور از محور نیز توصیف شده است.
اجزاء میدان مغناطیسی پالس لیزری نیز با استفاده از معادله ماکسول بدست می آید.
در ادامه حرکت الکترون را در میدان الکترومغناطیسی پالس لیزری و اعمال میدان مغناطیسی خارجی محوری و سمتی بررسی خواهیم کردکه در آن B0 بیشترین دامنه میدان مغناطیسی است. اندازه میدان مغناطیسی محوری ثابت است درحالیکه اندازه میدان مغناطیسی سمتی از صفر در r 0 تا بیشترین مقدار در اطراف r r0 تغییر می کند.
