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Prompt acceleration of a μ^(+) beam in a toroidal wakefield driven by a shaped steep-rising-front Laguerre–Gaussian laser pulse

引用

Plasma Science and Technology 2022年第5期24卷 226-236页

作者： Xiaonan WANG Xiaofei LAN Yongsheng HUANG youge jiang Chunlei ZHANG Hao ZHANG Tongpu YU School of Physics and Astronomy China West Normal UniversityNanchong 637009People's Republic of China Key Laboratory of Beam Technology of Ministry of Education Beijing Normal UniversityBeijing 100875People's Republic of China School of Science Shenzhen Campus of Sun Yat-sen UniversityShenzhen 518107People's Republic of China Institute of High Energy Physics Chinese Academy of SciencesBeijing 100049People's Republic of China Department of Physics National University of Defense TechnologyChangsha 410073People's Republic of China

Recent experimental data for anomalous magnetic moments strongly indicates the existence of new physics beyond the Standard *** μ^(+) bunches are relevant to μ^(+) rare decay,spin rotation,resonance and relaxation(μSR)technology,future muon colliders,and neutrino *** this paper,we propose prompt μ^(+) acceleration in a nonlinear toroidal wakefield driven by a shaped steep-rising-front Laguerre–Gaussian(LG)laser *** analytical model is described,which shows that a μ^(+) beam can be focused by an electron cylinder at the centerline of a toroidal bubble and accelerated by the front part of the longitudinal wakefield.A shaped LG laser with a short rise time can push plasma electrons,generating a higher-density electron sheath at the front of the bubble,which can enhance the acceleration *** acceleration field driven by the shaped steep-rising-front LG laser pulse is about four times greater than that driven by a normal LG laser *** simulation results show that a 300 MeV μ^(+) bunch can be accelerated to 2 GeV and its transverse size is focused from an initial value of w_(0)=5μm to w=2μm in the toroidal bubble driven by the shaped steep-rising-front LG laser pulse with a normalized amplitude of a=22.

关键词： plasma wakefield acceleration muon source laser shaping

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