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Beitrag in Phys. Rev. Lett. zur Stabilität von Laserbeschleunigern angenommen

Unter Federführung unserer Theorie-Partner der TU Darmstadt (Arbeitsgruppe von Prof. Dr. Boine-Frankenheim) ist gerade ein Beitrag bei Phys. Rev. Lett. angenommen worden. Wir zeigen theoretisch, dass Elektronen mit Hilfe von nanophotonischen Strukturen und Laserpulsen beschleunigt werden können, ohne dass ein Großteil von ihnen verloren geht. Dies ist überhaupt nicht selbstverständlich, da bei der Beschleunigung auf die Elektronen immer auch sogenannte defokussierende Kräfte wirken, die dafür sorgen könnten, dass ein Elektronenstrahl zerstäubt wird. Dr. Uwe Niedermayer und Kollegen konnten aber zeigen, dass man einen Elektronenstrahl beschleunigen und mit Hilfe von optischen Kräften zusammenhalten kann; dazu sind ganz spezielle Strukturen notwendig, die die Laserfelder mal in optische Kräfte zur Beschleunigung und mal zur Strahlkollimation umwandeln. In diesem Beitrag zeigen wir zunächst, dass so etwas funktionieren kann, und zeigen, dass bei realistschen Elekronenstrahlparametern ein Großteil der Elektronen von ca. 100 keV auf 1 MeV beschleunigt werden kann. Diese Art von Teilchenbeschleuniger auf einem Chip könnte in der Zukunft neuer Arten von Strahlentherapie oder Lichtquellen dienen. Diese Forschung ist Teil der ACHIP-Kollaboration unter Federführung von Erlangen and Stanford.