Dreidimensionale quasi-statische Simulationen der Beam-Selbstmodulation und externen Injektion in der Plasma-Wakefield Beschleunigung.

• Antragsteller: Professor Dr. Alexander Pukhov
• Fachliche Zuordnung: Optik, Quantenoptik und Physik der Atome, Moleküle und Plasmen
• Förderung: Förderung seit 2017
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 367991447

Das Projekt hat als Ziel die vollständige dreidimensionale Particle-in-Cell (PIC) -Simulationen der Protonenstrahl-Selbstmodulation und der Wake-Field-Erzeugung in langen Plasmakanälen. Die Simulationen sollen die "RUN 2" -Phase des AWAKE-Experiments (Advanced WAKEfield) am CERN unterstützen, bei der die Selbstmodulation eines langen Protonenstrahls im Plasma ausgenutzt wird. Zurzeit wird die quasistatische Version unseres Particle-in-Cell-Codes (PIC) VLPL (Virtual Laser-Plasma Lab) von mehreren Gruppen verwendet, um die echten AWAKE-Bedingungen zu simulieren. In der RUN 2-Phase von AWAKE werden gekoppelten Plasmakavutäten und ein in Längsrichtung angepasstes Plasmaprofil verwendet, um die Wake-Field-Struktur zu optimieren. Die PIC-Simulationen in der vollen 3D Geometrie – elektrostatischen wie elektromagnetischen – sind entscheidend, um die Radialsymmetrie des angeregten Wake-Fields und die Qualität der Beschleunigung des Witnessbunches zu verstehen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen