Successes in development of advanced acceleration methods (overview)

Abstract

The most recent results on laser and plasma accelerators are presented and discussed, along with the future developments and their impact on table-top accelerators and related applications, as well as the impact of particle acceleration using plasmas in the quest for the energy frontier. Ultra intense laser and particle beams are pushing particle acceleration using plasmas to regimes unconceivable just a few years ago: 1 GeV monoenergetic electron beams from a laser-plasma accelerator, energy doubling of the 42 GeV SLAC beam, controlled injection of monoenergetic relativistic electron beams, and quasi-monoenergetic MeV ion beams are just some of the groundbreaking experimental results in 2006. In the next couple of years, more exciting developments in laser and plasma accelerators are to be expected. New PW-range laser systems and R&D programs in this field are spreading all over the world, and large-scale numerical simulations are providing information with unprecedented details.

Представлено та проаналізовано нові результати по лазерно-плазмових та пучково-плазмових прискорювачах. Розглянуто перспективи їх подальшого розвитку, спрямовані на створення малогабаритних («настільних») прискорювачів та їх використання, а також на високоградієнтне прискорення частинок до надвисоких енергій. Ультраінтенсивні лазери і пучки частинок прискорюють частинки в плазмі в режимах, немислимих всього декілька років тому: 1 ГеВ моноенергетичні електронні пучки в лазерно-плазмових прискорювачах, подвоєння енергії 42 ГеВ пучка SLAC, квазі-моноенергетичні мегаелектронвольтні іонні пучки – тільки деякі із значних експериментальних результатів минулого року. В наступні декілька років очікується ще більш інтенсивний розвиток лазерно-плазмових та пучково-плазмових прискорювачів. Нові лазерні системи петаватного діапазону й дослідницькі програми в цій області розширюються на весь світ, а крупномасштабне чисельне моделювання поставляє інформацію з безпрецедентними деталями.

Представлены и проанализированы новые результаты по лазерно-плазменным и пучково-плазменным ускорителям. Рассмотрены перспективы их дальнейшего развития, направленные на создание малогабаритных («настольных») ускорителей и их применение, а также на ускорение частиц с использованием плазмы до сверхвысоких энергий. Ультраинтенсивные лазеры и пучки частиц ускоряют частицы в плазме в режимах, немыслимых всего несколько лет назад: 1 ГэВ моноэнергетические электронные пучки в лазерно-плазменных ускорителях, удвоение энергии 42 ГэВ пучка SLAC, квази-моноэнергетические мегаэлектронвольтные ионные пучки – только некоторые из значительных экспериментальных результатов прошлого года. В следующие несколько лет ожидается еще более интенсивное развитие лазерно-плазменных и пучково-плазменных ускорителей. Новые лазерные системы петаваттного диапазона и исследовательские программы в этой области расширяются на весь мир, а крупномасштабное численное моделирование поставляет информацию с беспрецедентными деталями.