Supervisor: Heine Dølrath Thomsen

Med nutidens accelerator-teknologi inden for accelererende elektriske felter er energitilvæksten begrænset til ~10 MeV / m. Det vil sige at det kræver mange 100m af accelererende struktur til at nå 1 GeV. Dette medfører blandt andet store omkostninger og lang byggetid.

En lovende metode kaldet plasma wakefield acceleration gør det i teorien muligt at opnå en accelerations skala på GeV / cm. En sådan kompakt accelerator med sammenlignelig høj energi-tilvækst pr. længde kan være en attraktiv løsning både inden for industrien og forskning.

Plasma wakefield acceleration foregår ved, at en indkommende partikel- eller laserpuls driver elektronerne i et neutralt plasma, så der dannes svingende elektron-densitets-perturbationer. Disse elektronbølger, såkaldte wakefields, giver anledning til særdeles stærke accelererende felter, som en sekundær puls af frie elektroner kan ”surfe” på og dermed blive accelereret.

Allerede etablerede forsøg har demonstreret acceleration af elektroner ved at benytte protoner, elektroner og laserpulser til at frembringe wakefields. Analyser af den accelererede elektronstråle afslører dog, at energispredning endnu er for høj og kvaliteten for lav. Derfor er drømmen om effektiv plasma wakefield acceleration ikke blevet til virkelighed endnu.