Physique des accélérateurs d'électrons à plasma basés sur des lasers

Les accélérateurs à plasma basés sur des lasers, capables de supporter des champs dépassant 1000.3em{0ex}GV∕m, sont examinés. Cela inclut l'accélérateur à champ de veille laser, l'accélérateur à onde battue en plasma, l'accélérateur de veille laser auto-modulé, les ondes plasma entraînées par des impulsions laser multiples, et les régimes hautement non linéaires. Les propriétés des ondes plasma linéaires et non linéaires sont discutées, ainsi que l'accélération des électrons dans les ondes plasma. Les méthodes pour injecter et piéger des électrons plasma dans des ondes plasma sont également discutées. Les limites du gain d'énergie des électrons sont résumées, y compris la diffraction des impulsions laser, le déphasage des électrons, l'épuisement de l'énergie des impulsions laser et les limitations dues au chargement de faisceau. La physique fondamentale de l'évolution des impulsions laser dans les plasmas sous-denses est également examinée. Cela inclut la propagation, l'auto-focalisation et le guidage des impulsions laser dans des plasmas uniformes et avec des canaux de densité préformés. Les instabilités pertinentes aux interactions laser-plasma à impulsion courte intense, telles que les instabilités Raman, d'auto-modulation et de tuyau, sont discutées. Les expériences démontrant une physique clé, telle que la production de paquets d'électrons de haute qualité à des énergies de 0.1--10.3em{0ex}GeV, sont résumées.