01.12.2023

Lineare Teilchenbeschleuniger beschleunigen Teilchen durch Gradienten im elektrischen Feld. Plasma Wakefield-Beschleuniger liefern Gradienten, die um mehrere Größenordnungen höher sind als bei herkömmlichen linearen Teilchenbeschleunigern, wodurch die erforderliche Größe erheblich reduziert wird und somit erschwingliche und kompakte Beschleuniger für verschiedene Anwendungen. Die hohen elektrischen Felder erfordern eine hohe Plasmadichte. Helikon-Entladungen sind dafür bekannt, dass sie die höchsten Dichten in linearer Geometrie liefern. Das Prototyp-Experiment PROMETHEUS-A, das in Greifswald unter Beteilung von Dr. Fahrenkamp entwickelt wurde, hat die erforderliche hohe Dichte nachgewiesen. Die Physik von Helikon-Entladungen bei dieser besonders hohen Dichte unterscheidet sich von derjenigen konventioneller Helikon-Entladungen. Basierend auf den Code-Entwicklungen an der Univerität Stuttgart, werden wir einen Code entwickeln, um die Wellenausbreitung und -dissipation, das Zusammenspiel mit den Gradienten und den Einfluss der Plasmagrenzen zu verstehen. Zunächst wird der Code mit Hilfe von Vergleichen mit Experimenten entwickelt. Wir haben Oliver Lass für dieses Projekt gewinnen können. Es ist Oliver Lass' Aufgabe, solche Experimente durchzuführen. Da VINETA noch nicht in Betrieb ist, wird er die ersten Experimente an MAP in Madison und später an VINETA und PROMETHEUS-A am CERN durchführen. Das übergeordnete Ziel ist es, den Code zur Optimierung von Helikon-Entladungen im Hinblick auf die Anforderungen an die teilchengetriebene Wakefield-Dichte zu nutzen.