航跡場加速のスケーリング則

3. 航跡場加速のスケーリング

これまでに,レーザー航跡場加速(LWFA)に関する基本的な原理と,より深い研究が蓄積されてきた1〜3)。一方で,その実験的な実現に向けた多くの仕事もなされてきた。ここでは,LWFAの実現に向けた幾つかの主なマイルストーンについて紹介しよう。

Nakajimaらは,自己変調(self-modulated)LWFAによる初の電子加速実験を行った4,5)。Modenaらは,約40 MeVの電子の観測を報告した6)。Dewaら7)は100 MeVの電子を観測した。2004年には,100 MeVレベルの準単色電子加速に関する報告が3つほぼ同時に続いた8〜10)。予め生成したチャネルによる相対論的レーザー集束が,Geddesらにより実証された11)。Leemansらは,1 GeVレベルの電子加速を初めて報告した12)。LWFAへの電子の光学的入射が,Faureらによって行われた13)。Matlisらは,初のLWFAの直接可視化を行った14)。1 GeVレベルの安定な自己集束LWFAが,Hafzら15)によって実証された。Schmidらは,急峻な電子密度勾配による安定な電子の自己入射を実証した。Buckらは,LWFAの磁気信号のオンライン計測を行った16)。Liu,Pollockらによって,多段LWFAが実証された17,18)。将来のコライダー等への応用に向けて,Mourouら19)はファイバー技術に基づく新しい高繰り返し,高効率レーザーを開発した。3 GeVレベルの加速が,Kimらによって報告された20)

導入的な議論は上に紹介した論文に任せ,ここではそのエネルギーゲインをいかにスケールアップするかにのみ集中する。

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