О зависимости эмиттанса от длины сгустка электронов при лазерно-плазменном ускорении в направляющих структурах

Проведены теоретический анализ и численное моделирование динамики поперечного эмиттанса сгустка электронов при его ускорении в кильватерных полях, генерируемых лазерным импульсом в слабонелинейном режиме. Получены аналитические выражения для основных факторов, влияющих на рост эмиттанса в процессе ускорения и рассмотрен случай, когда характерный поперечный размер инжектированного сгустка превышает согласованный радиус, определяемый величиной фокусирующей силы в точке инжекции, исходным эмиттансом и энергией электронного сгустка, а конечное значение эмиттанса много больше начального. Описана динамика роста эмиттанса в процессе ускорения в зависимости от длины сгустка электронов и найдена длина сгустка, при которой происходит полное фазовое перемешивание бетатронных колебаний электронов и увеличение эмиттанса до его максимального значения, определяемого параметрами сгустка и фокусирующей силой в точке инжекции. Аналитические выражения находятся в хорошем согласии с результатами численного моделирования.