Artigo em revista científica Q1
Development of the self-modulation instability of a relativistic proton bunch in plasma
L. Verra (Verra, L.); Samuel Wyler (Wyler, S.); T Nechaeva (Nechaeva,T.); J. Pucek (Pucek, J.); Vittorio Bencini (Bencini, V.); M. Bergamaschi (Bergamaschi, M.); Francesco Maria Velotti (Velotti, F.); G. Zevi Della Porta (Della Porta, G. Z.); E. Gschwendtner (Gschwendtner, E.); Patrick Muggli (Muggli, P.); R. Agnello (Agnello, R.); C. C. Ahdida (Ahdida, C. C.); M. C. Amoedo Goncalves (Amoedo Goncalves, M. C.); Y. Andrebe (Andrebe, Y.); Robert Apsimon (Apsimon, R.); Jordan Matias Arnesano (Arnesano, J. M.); P. Blanchard (Blanchard, P. ); Philip N Burrows (Burrows, P. N.); Birger Buttenschön (Buttenschön, B.); Ricardo Fonseca (Fonseca, R. A.); et al.
Título Revista
Physics of Plasmas
Ano (publicação definitiva)
2023
Língua
Inglês
País
Estados Unidos da América
Mais Informação
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N.º de citações: 7

(Última verificação: 2026-07-06 02:14)

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Abstract/Resumo
Self-modulation is a beam–plasma instability that is useful to drive large-amplitude wakefields with bunches much longer than the plasma skin depth. We present experimental results showing that, when increasing the ratio between the initial transverse size of the bunch and the plasma skin depth, the instability occurs later along the bunch, or not at all, over a fixed plasma length because the amplitude of the initial wakefields decreases. We show cases for which self-modulation does not develop, and we introduce a simple model discussing the conditions for which it would not occur after any plasma length. Changing bunch size and plasma electron density also changes the growth rate of the instability. We discuss the impact of these results on the design of a particle accelerator based on the self-modulation instability seeded by a relativistic ionization front, such as the future upgrade of the Advanced WAKefield Experiment.
Agradecimentos/Acknowledgements
--
Palavras-chave
  • Ciências Físicas - Ciências Naturais
Registos de financiamentos
Referência de financiamento Entidade Financiadora
NRF-2016R1A5A1013277 National Research Foundation of Korea
2019-2.1.6-NEMZ_KI-2019-00004 National Research, Development & Innovation Office (NRDIO)
NRF-2020R1A2C1010835 National Research Foundation of Korea