ТЕМА № 1.3.3.5.3. ИССЛЕДОВАНИЕ НОВЫХ МЕТОДОВ УСКОРЕНИЯ ЗАРЯЖЕННЫХ ЧАСТИЦ

Объектом исследований являются новые методы ускорения заряженных частиц, основанные на возбуждении в плазме ленгмюровских волн большой амплитуды, а также свойства элементов линейных ускорителей, работающих на более традиционных принципах. Цель работы – проведение фундаментальных научных исследований с целью получения новых научных знаний, развития методов научных исследований, создания научного и научно-технического задела для развития наукоемких технологий. В отчёте представлены результаты исследовательских работ 2024 года по теме «Исследование новых методов ускорения заряженных частиц», а также работ, которые длились несколько лет и завершились в 2024 году научными публикациями. Работы 2024 года были ориентированы на численное моделирование взаимодействия пучков заряженных частиц и лазерных импульсов с плазмой, на осмысление экспериментальных данных и на развитие специализированного сверхвысокочастотного (СВЧ) стенда, с помощью которого планируется исследовать новые методы ускорения. Плазменные методы ускорения заряженных частиц и традиционные методы ускорения, использующие повышенную частоту ускоряющего поля, являются общепризнанной перспективой ускорителей высоких энергий, обещающей кардинальное уменьшение их размеров и стоимости. Новые результаты в этой области науки, как экспериментальные, так и теоретические, имеют высокую значимость для мировой науки. В 2024 году была разработана методика эффективной численной оптимизации кильватерного ускорения короткого электронного или позитронного сгустка и продемонстрировано, что хоузинг и филаментация ультрарелятивистского протонного пучка в плотной плазме происходят в соответствии с теоретическими предсказаниями и могут быть подавлены при надлежащим выборе параметров эксперимента. Также произведен полный расчет электронной пушки с термокатодом с энергией 70 кэВ и произведено моделирование необходимых магнитных элементов для последующей фокусировки пучка. По результатам работы участниками проекта сделано несколько докладов на научных конференциях. Суммируя результаты проведенных исследовательских работ, которые опубликованы в 4 научных статьях, можно сделать вывод, что государственное задание 2024 года по теме «Исследование новых методов ускорения заряженных частиц» выполнено.