• Лотов Константин Владимирович (научный руководитель), г.н.с. ИЯФ СО РАН, д.ф.-м.н., доцент НГУ
• Петренко Алексей Васильевич, н.с. ИЯФ СО РАН, к.ф.-м.н., AWAKE Project Associate at CERN
• Соседкин Александр Павлович, ст. лаборант ИЯФ СО РАН, аспирант НГУ
• Минаков Владимир Алексеевич, ст. лаборант ИЯФ СО РАН, аспирант ИЯФ СО РАН
• Горн Александр Андреевич, ст. лаборант ИЯФ СО РАН, аспирант НГУ

'В 2018 году в ЦЕРНе успешно завершен первый этап эксперимента AWAKE по кильватерному ускорению электронов в плазменной волне, созданной протонным пучком высокой энергии. Ускорение электронов в плазменной волне было продемонстрировано экспериментально. Новосибирская команда физиков из ИЯФ и НГУ занимается численными расчетами, необходимыми как для планирования данного эксперимента, так и для интерпретации полученных результатов. Данный эксперимент является первой попыткой использования ультрарелятивистского протонного пучка в качестве драйвера для плазменного кильватерного ускорителя. За счет большой энергии протонного пучка теоретически таким методом можно ускорить электроны до энергии, сопоставимой с энергией протонного пучка (0.5-7 ТэВ), в одной плазменной секции с высоким темпом ускорения. Основная сложность в использовании протонных пучков для возбуждения плазменных волн высокой амплитуды заключается в том, что типичная длина протонного сгустка, выпущенного из ускорителя, составляет десятки сантиметров, тогда как длина волны плазменных колебаний с высокой амплитудой электрического поля (∼ 1 ГВ/м) обычно порядка одного миллиметра или еще меньше. Таким образом для эффективного возбуждения плазменной волны протонный пучок необходимо либо многократно продольно сжать перед инжекцией в плазму, что технически очень сложно, либо разбить на последовательность коротких сгустков, которые смогут раскачать плазменную волну резонансно. В эксперименте AWAKE длинный протонный пучок разбивается на последовательность коротких микросгустков за счет поперечной двухпотоковой неустойчивости протонного пучка в плазме. Данный процесс является сильно нелинейным и в настоящее время его удается адекватно описать только при помощи численного моделирование методом частиц в ячейках.'

• Результаты расчетов, выполненных на кластере ИВЦ НГУ, в 2018 году опубликованы в статье:
  • A. A. Gorn, P. V. Tuev, A. V. Petrenko, A. P. Sosedkin, and K. V. Lotov. Response of narrow cylindrical plasmas to dense charged particle beams. Physics of Plasmas 25, 063108 (2018). arxiv/1804.10744.
• Также результаты представлялись на семинарах, собраниях коллаборации AWAKE и одной конференции:
  • K. Lotov. Proton beam self-modulation and electron acceleration in AWAKE experiment. RuPAC’2018.
• Готовятся к публикации статьи о подробном сравнении экспериментальных результатов с численным моделированием.