Dissertação
Influence of proton bunch and plasma parameters on the AWAKE experiment. EVALUATED
Aceleradores baseados em plasma são fortes candidatos a uma geração de aceleradores de partículas compactos altamente antecipada. Uma experiência no CERN (chamada AWAKE) vai testar o conceito de wakefields conduzidos por protões em plasma, em que os bunches de protões longos se sujeitam à instabilidade de auto-modelação (SMI). A eficácia da experiência depende fortemente do desenvolvimento previsível e bem-sucedido desta instabilidade, que fragmenta o bunch inicial em pequenos (da ordem do comprimento de onda de plasma) feixes. Utilizando simulações numéricas particle-in-cell, este trabalho investiga os efeitos de variações inevitáveis dos parâmetros iniciais da experiência de evento para evento nos parâmetros de saída da mesma, concluindo que os efeitos observados são da ordem das variações iniciais e que a injeção determinística de eletrões é, portanto, possível. Uma versão hipotética da experiência com antiprotões no lugar de protões também é estudada, em que os campos alcançam amplitudes mais altas através de efeitos não-lineares que não são completamente compreendidos. Por último, uma ferramente poderosa é desenvolvida para investigar a fase não-linear dos wakefields conduzidos por feixes auto-modulados (depois da saturação da SMI), para a qual não existe teoria e onde a amplitude dos campos cai rapidamente. Esta ferramenta consiste num programa paralelo que calcula as contribuições individuais de feixes auto-modelados individuais para o wakefield total, e leva à conclusão de que a queda espacial é devida à interferência incoerente dos wakes individuais, enquanto que a temporal é devida à perda de carga condutora, as razões para a qual ainda não são compreendidas completamente.
novembro 13, 2017, 9:0
Publicação
Obra sujeita a Direitos de Autor
Orientação
ORIENTADOR
Jorge Miguel Ramos Domingues Ferreira Vieira
Departamento de Física (DF)
Professor Auxiliar Convidado