Аннотация:
Представлено краткое описание современного состояния плазменных методов ускорения электронов. Сформулированы принципы плазменного ускорения. Большое внимание уделено важнейшим экспериментальным результатам и теоретическим моделям. Приведено описание некоторых новых направлений в плазменных методах. Обсуждаются перспективы плазменных ускорителей и их использование в источниках электромагнитного излучения высокой яркости.
Работа поддержана грантом Правительства РФ (14.B25.31.0008), грантом РФФИ (13-02-00886-а) и проектом 7-й рамочной программы Европейского союза FP7EUCARD2.
Образец цитирования:
И. Ю. Костюков, A. M. Пухов, “Плазменные методы ускорения электронов: современное состояние и перспективы”, УФН, 185:1 (2015), 89–96; Phys. Usp., 58:1 (2015), 81–88
М. М. Назаров, Т. А. Семенов, А. А. Таусенев, М. В. Чащин, П. А. Щеглов, А. В. Лазарев, Д. А. Сидоров-Бирюков, А. В. Митрофанов, В. М. Гордиенко, В. Я. Панченко, “Ускорение электронов при воздействии тераваттного фемтосекундного лазерного излучения на кластеры азота”, Письма в ЖЭТФ, 120:7 (2024), 490–497 [M. M. Nazarov, T. A. Semenov, A. A. Tausenev, M. V. Chashchin, P. A. Shcheglov, A. V. Lazarev, D. A. Sidorov-Biryukov, A. V. Mitrofanov, V. M. Gordienko, V. Ya. Panchenko, Pis'ma v Zh. Èksper. Teoret. Fiz., 120:7 (2024), 490–497]
M. M. Nazarov, T. A. Semenov, A. A. Tausenev, M. V. Chaschin, P. A. Shcheglov, A. V. Lazarev, D. A. Sidorov-Biryukov, A. V. Mitrofanov, V. M. Gordienko, V. Ya. Panchenko, “Electron Acceleration in Nitrogen Clusters by Terawatt Femtosecond Laser”, Jetp Lett., 120:7 (2024), 470
И. Ю. Костюков, Квантовая электроника, 54:5 (2024), 292–311; Bull. Lebedev Physics Institute, 51:suppl. 8 (2025), S653–S680
Е. А. Хазанов, А. А. Шайкин, И. Ю. Костюков, В. Н. Гинзбург, И. Б. Мухин, И. В. Яковлев, А. А. Соловьев, И. И. Кузнецов, С. Ю. Миронов, А. В. Коржиманов, Д. Н. Буланов, И. А. Шайкин, А. А. Кочетков, А. А. Кузьмин, М. А. Мартьянов, В. В. Ложкарев, М. В. Стародубцев, А. Г. Литвак, А. М. Сергеев, Квантовая электроника, 53:2 (2023), 95–122; Bull. Lebedev Physics Institute, 50:suppl. 6 (2023), S635–S640
Е. С. Ефименко, А. В. Башинов, А. А. Муравьев, Е. А. Панова, В. Д. Волокитин, И. Б. Мееров, А. В. Ким, А. М. Сергеев, Квантовая электроника, 53:2 (2023), 150–156; Bull. Lebedev Physics Institute, 50:suppl. 6 (2023), S680–S688
С. В. Кузнецов, И. Р. Умаров, Н. Е. Андреев, Квантовая электроника, 53:3 (2023), 194–199; Bull. Lebedev Physics Institute, 50:suppl. 7 (2023), S741–S748
Nafees Ahmad, Punit Kumar, “Effect of spin polarization on electron acceleration in magnetized quantum plasma by a surface plasma wave”, Appl. Opt., 62:14 (2023), 3616
A. Golovanov, I. Yu. Kostyukov, A. Pukhov, V. Malka, “Energy-Conserving Theory of the Blowout Regime of Plasma Wakefield”, Phys. Rev. Lett., 130:10 (2023)
Efim Khazanov, Andrey Shaykin, Igor Kostyukov, Vladislav Ginzburg, Ivan Mukhin, Ivan Yakovlev, Alexander Soloviev, Ivan Kuznetsov, Sergey Mironov, Artem Korzhimanov, Denis Bulanov, Ilya Shaikin, Anton Kochetkov, Alexey Kuzmin, Mikhail Martyanov, Vladimir Lozhkarev, Mikhail Starodubtsev, Alexander Litvak, Alexander Sergeev, “eXawatt Center for Extreme Light Studies”, High Pow Laser Sci Eng, 11 (2023)
И. Н. Карташов, М. В. Кузелев, “Динамика плазмы в плазменном СВЧ-усилителе под действием силы Миллера”, ТВТ, 59:2 (2021), 163–168; I. N. Kartashov, M. V. Kuzelev, “Dynamics of plasma in a plasma-microwave amplifier under the action of the Miller's force”, High Temperature, 59:2 (2021), 143–147
Т. М. Волкова, Е. Н. Неруш, И. Ю. Костюков, Квантовая электроника, 51:9 (2021), 854–860; Quantum Electron., 51:9 (2021), 854–860
Maslov I V., Ovsiannikov R.T., Bondar D.S., Levchuk I.P., Onishchenko I.N., “Plateau Formation on Accelerating Wakefield For Electron-Witness-Bunch and on Decelerating Wakefield For Driver-Bunches in a Plasma”, Probl. At. Sci. Technol., 2021, no. 6, 52–56
Veysman M., “On Peculiarities of Betatron Oscillations of Accelerated Electron Bunches in Capillary Waveguides”, Laser Part. Beams, 2021 (2021), 6655499
Golovanov A.A. Kostyukov I.Yu. Reichwein L. Thomas J. Pukhov A., “Excitation of Strongly Nonlinear Plasma Wakefield By Electron Bunches”, Plasma Phys. Control. Fusion, 63:8 (2021), 085004
Г. В. Фетисов, “Рентгеновские дифракционные методы структурной диагностики материалов: прогресс и достижения”, УФН, 190:1 (2020), 2–36; G. V. Fetisov, “X-ray diffraction methods for structural diagnostics of materials: progress and achievements”, Phys. Usp., 63:1 (2020), 2–32
D. A. Serebryakov, I. Yu. Kostyukov, “Piecewise acceleration of electrons across a periodic solid-state structure irradiated by intense laser pulse”, Plasma Phys. Control. Fusion, 62:10 (2020), 104002
S. E. Perevalov, K. F. Burdonov, A. V. Kotov, D. S. Romanovskiy, A. A. Soloviev, M. V. Starodubtsev, A. A. Golovanov, V. N. Ginzburg, A. A. Kochetkov, A. P. Korobeinikova, A. A. Kuz'min, I. A. Shaikin, A. A. Shaykin, I. V. Yakovlev, E. A. Khazanov, I. Yu. Kostyukov, “Experimental study of strongly mismatched regime of laser-driven wakefield acceleration”, Plasma Phys. Control. Fusion, 62:9 (2020), 094004
V. I. Maslov, R. T. Ovsiannikov, N. Delerue, V. Kubytskyi, I. P. Levchuk, I. N. Onishchenko, “Numerical simulation of plateau formation by an electron bunch on the distribution of an accelerating wakefield in a plasma”, Probl. At. Sci. Technol., 2020, no. 6, 47–49
Lars Reichwein, Johannes Thomas, Alexander Pukhov, “The filamented electron bunch of the bubble regime”, Laser Part. Beams, 38:2 (2020), 121
S. V. Kuznetsov, “Generation of electron bunches by an ultrarelativistic laser pulse intersecting the boundary of an inhomogeneous plasma”, Tech. Phys. Lett., 45:7 (2019), 683–686