相対論的電子ビームのカスケード高勾配テラヘルツ駆動加速

テラヘルツ駆動による加速は、超短パルスの明るい電子ビームを効率的かつ確実に、そしてコンパクトな装置で供給するための手段として最近登場した。テラヘルツ駆動による加速に関連した多くの動作スキームと重要な技術の実証が成功しており、開発が進められている。しかし、達成されている加速勾配やエネルギー利得は低く、高エネルギー領域における潜在的な物理学的・技術的課題はまだあまり調べられていない。本論文では、1段構成で85 MV m⁻¹までの有効加速勾配を持つ相対論的ビームの全バンチ加速について報告し、204 keVのエネルギー利得を持つ相対論的ビームのカスケードテラヘルツ駆動加速スキームを実証する。これらの原理証明の結果は、高エネルギーのテラヘルツ駆動による相対論的ビームの加速に向けた重要な進歩を示しており、またスケーラブルであり、高品質なビームをもたらす大きな可能性を持っていて、将来のテラヘルツ駆動による電子源および関連する科学的発見に影響を与える。