En Route: Laser-Plasma-Elektronenbeschleuniger dernächsten Generation

Die Beschleunigung von Elektronen auf relativistischeEnergien ist von fundamentalem Interesse für diePhysik, insbesondere für die Elementarteilchenphysik.Herkömmliche Beschleuniger stoßen heute aufgrund derlimitierten elektrischen Beschleunigungsfelder anihre Grenzen. In diesem Buch werden verschiedeneMechanismen vorgestellt, mit denen die um vieleGrößnordnungen höheren Felder in fokussiertenHochleistungs-Laserpulsen und in Plasmawellen zurElektronenbeschleunigung ausgenutzt werden können.Dabei "surfen" Elektronen auf einer brechenden,relativistischen und stark nicht-linearenPlasmawelle. Die zeitlichen Dauern der auf dieseWeise erzeugten Elektronenpulse liegen um mindestenseine Größenordnung unterhalb der von mitherkömmlichen Teilchenbeschleunigern realisierbarenPulsdauern und betragen weniger als 5 Femtosekunden(1e-15 Sekunden). Die beschleunigenden elektrischenFelder sind ebenfalls um Größenordnungen höher undkönnen eine Stärke von einigen Teravolt pro Metererreichen. Laser-Plasma-Beschleunigung ist dahereiner der spannendsten und zukunftsträchtigstenThemen heutiger physikalischer Grundlagenforschung.