The dynamics of positrons accelerating in electron-positron-ion plasma bubble fields driven by an ultraintense laser is investigated. The bubble wakefield is obtained theoretically when laser pulses are propagating in the electron-positron-ion plasma. To restrict the positrons transversely, an electron beam is injected. Acceleration regions and non-acceleration ones of positrons are obtained by the numerical simulation. It is found that the ponderomotive force causes the fluctuation of the positrons momenta, which results in the trapping of them at a lower ion density. The energy gaining of the accelerated positrons is demonstrated, which is helpful for practical applications.
References
1.
S. P. D.
Mangles
, C. D.
Murphy
, Z.
Najmudin
, A. G. R.
Thomas
, J. L.
Collier
, A. E.
Dangor
, E. J.
Divall
, P. S.
Foster
, J. G.
Gallacher
, C. J.
Hooke
, D. A.
Jaroszynski
, A. J.
Langley
, W. B.
Mori
, P. A.
Norreys
, F. S.
Tsung
, R.
Viskup
, B. R.
Walton
, and K.
Krushelnick
, Nature
431
, 535
(2004
).2.
C. G. R.
Geddes
, Cs.
Toth
, J.
Van Tilborg
, E.
Esarey
, C. B.
Schroeder
, D.
Bruhwiler
, C.
Nieter
, J.
Cary
, and W. P.
Leemans
, Nature
431
, 538
(2004
).3.
W. P.
Leemans
, B.
Nagler
, A. J.
Gonsalves
, Cs.
Toth
, K.
Nakamura
, C. G. R.
Geddes
, E.
Esarey
, C. B.
Schroeder
, and S. M.
Hooker
, Nat. Phys.
2
, 696
(2006
).4.
J.
Faure
, Y.
Glinec
, A.
Pukhov
, S.
Kiselev
, S.
Gordienko
, E.
Lefebvre
, J. P.
Rousseau
, F.
Burgy
, and V.
Malka
, Nature
431
, 541
(2004
).5.
I.
Blumenfeld
, C. E.
Clayton
, F. J.
Decker
, M. J.
Hogan
, C.
Huang
, R.
Ischebeck
, R.
Iverson
, C.
Joshi
, T.
Katsouleas
, N.
Kirby
, W.
Lu
, K. A.
Marsh
, W. B.
Mori
, P.
Muggli
, E.
Oz
, R. H.
Siemann
, D.
Walz
, and M.
Zhou
, Nature
445
, 741
(2007
).6.
I.
Kostyukov
, A.
Pukhov
, and S.
Kiselev
, Phys. Plasmas
11
, 5256
(2004
).7.
T.
Esirkepov
, S. V.
Bulanov
, M.
Yamagiwa
, and T.
Tajima
, Phys. Rev. Lett.
96
, 014803
(2006
).8.
V. I.
Geyko
, I. Y.
Dodin
, N. J.
Fisch
, and G. M.
Fraiman
, Phys. Plasmas
17
, 023105
(2010
).9.
B.
Shen
, Y.
Li
, M. Y.
Yu
, and J.
Cary
, Phys. Rev. E
76
, 055402
(2007
).10.
A.
Zhidkov
, J.
Koga
, K.
Kinoshita
, and M.
Uesaka
, Phys. Rev. E
69
, 035401(R)
(2004
).11.
W.
Lu
, M.
Tzoufras
, C.
Joshi
, F. S.
Tsung
, W. B.
Mori
, J.
Vieira
, R. A.
Fonseca
, and L. O.
Silva
, Phys. Rev. Spec. Top.-Accel. Beams
10
, 061301
(2007
).12.
H. C.
Wu
, B. S.
Xie
, S.
Zhang
, X. R.
Hong
, X. Y.
Zhao
, and M. P.
Liu
, Phys. Plasmas
17
, 113103
(2010
).13.
I.
Kostyukov
, E.
Nerush
, A.
Pukhov
, and V.
Seredov
, Phys. Rev. Lett.
103
, 175003
(2009
).14.
D.
Lu
, X. Y.
Zhao
, B. S.
Xie
, M.
Ali Bake
, H. B.
Sang
, and H. C.
Wu
, Phys. Plasmas
20
, 063104
(2013
).15.
T.
Hirose
, K.
Dobashi
, Y.
Kurihara
, T.
Muto
, T.
Omori
, T.
Okugi
, I.
Sakai
, J.
Urakawa
, and M.
Washio
, Nucl. Instrum. Methods Phys. Res., Sect. A
455
, 15
(2000
).16.
M. E.
Raichle
, Nature
317
, 574
(1985
).17.
M.
Amoretti1
, C.
Amsler
, G.
Bonomi
, A.
Bouchta
, P.
Bowe
, C.
Carraro
, C. L.
Cesar
, M.
Charlton
, M. J. T.
Collier
, M.
Doser
, V.
Filippini
, K. S.
Fine
, A.
Fontana
, M. C.
Fujiwara
, R.
Funakoshi
, P.
Genova
, J. S.
Hangst
, R. S.
Hayano
, M. H.
Holzscheiter
, L. V.
Jorgensen
, V.
Lagomarsino
, R.
Landua
, D.
Lindelof
, E.
Lodi Rizzini
, M.
Macri
, N.
Madsen
, G.
Manuzio
, M.
Marchesotti
, P.
Montagna
, H.
Pruys
, C.
Regenfus
, P.
Riedler
, J.
Rochet
, A.
Rotondi
, G.
Rouleau
, G.
Testera
, A.
Variola
, T. L.
Watson
, and D. P.
van der Werf
, Nature
419
, 456
(2002
).18.
G.
Gabrielse
, N. S.
Bowden
, P.
Oxley
, A.
Speck
, C. H.
Storry
, J. N.
Tan
, M.
Wessels
, D.
Grzonka
, W.
Oelert
, G.
Schepers
, T.
Sefzick
, J.
Walz
, H.
Pittner
, T. W.
Hansch
, and E. A.
Hessels
, Phys. Rev. Lett.
89
, 213401
(2002
).19.
A. P.
Mills
, Science
218
, 335
(1982
).20.
P. J.
Schultz
and K. G.
Lynn
, Rev. Mod. Phys.
60
, 701
(1988
).21.
D. W.
Gidley
, H. G.
Peng
, and R. S.
Valley
, Annu. Rev. Mater. Res.
36
, 49
(2006
).22.
A. W.
Hunt
, D. B.
Cassidy
, F. A.
Selim
, R.
Haakenaasen
, T. E.
Cowan
, R. H.
Howell
, K. G.
Lynn
, and J. A.
Golovchenko
, Nature
402
, 157
(1999
).23.
K. V.
Lotov
, Phys. Plasmas
14
, 023101
(2007
).24.
L. Q.
Yi
, B. F.
Shen
, L. L.
Ji
, K.
Lotov
, A.
Sosedkin
, X. M.
Zhang
, W. P.
Wang
, J. C.
Xu
, Y.
Shi
, L. G.
Zhang
, and Z. Z.
Xu
, Sci. Rep
4
, 4171
(2014
).25.
L. L.
Yu
, C. B.
Schroeder
, and F. Y.
Li
, Phys. Plasmas
21
, 120702
(2014
).26.
J.
Vieira
and J. T.
Mendonca
, Phys. Rev. Lett.
112
, 215001
(2014
).© 2016 AIP Publishing LLC.
2016
AIP Publishing LLC
You do not currently have access to this content.