Forschungsgruppe für plasmabasierte Beschleuniger

Simulation: Laser-Plasma-Beschleunigung mit Selbstinjektion der Elektronen
(gerechnet mit OSIRIS 2.0).

Unser Team als Teil der Forschungsgruppe FLA widmet sich der Weiterentwicklung, Anwendung und dem Verständnis der Physik plasmabasierter Teilchenbeschleuniger.

Bei der Plasmabeschleunigung werden hochintensive Laserpulse oder Teilchenstrahlen dazu eingesetzt, um extreme Ladungsdichtemodulationen in Plasmen anzuregen, die Feldgradienten von über 100 GV/m aufweisen können. Diese Modulationen propagieren als Plasmawellen mit nahezu Lichtgeschwindigkeit durch das Plasmamedium und können dadurch optimal zur Beschleunigung von kopropagierenden, geladenen Teilchen verwendet werden. Routinemäßig werden dabei ultrakurze Pakete von nur wenigen Mikrometern Länge bestehend aus Ansammlungen von bis zu 109 Elektronen über einige Zentimeter auf Teilchenenergien von über einem GeV gebracht. Im Vergleich zu modernen Beschleunigerstrukturen konventioneller Bauart erlauben Plasmen tausendfach stärkere elektrische Felder. Dadurch wecken sie die Hoffnung auf eine Revolution und Miniaturisierung der heutigen Teilchenbeschleunigertechnologie. Darüber hinaus sind die intrinsisch kurzen, ultrarelativistischen Elektronenstrahlen prinzipiell prädestiniert für den Einsatz als Treiber für Strahlungsquellen höchster Brillanz (z.B. in Freie-Elektronen-Lasern).

Kontakt für weitere Informationen:

Wir sind Mitglied der LAOLA Kollaboration.