The path towards high 6D-brightness electron beams coming from plasma accelerators relies on numerical simulations to investigate and explain novel physics and parameter regimes. Particle-in-cell codes are a reliable tool for this purpose, but full-scale simulations can be computationally challenging, specifically when performing large parameter scans. Approximate models and solvers are an alternative to quickly assess new regimes, but one needs to understand the validity of these models for each specific problem. In this work, we investigate the usefulness of the ponderomotive guiding center solver to model density down-ramp injection in laser wakefield accelerators. We also report results for density down-ramp injection in the context of the European Plasma Research Accelerator with eXcellence in Applications, where we find that this method can produce , beams that fulfill all the requirements for the injector stage, with <1% energy spread and <100 nm emittance.
高輝度6D電子ビームをプラズマ加速器から得るための道のりは、新たな物理とパラメータ領域を探究し説明するための数値シミュレーションに依存している。粒子インセルコードはこの目的に対して信頼性の高いツールであるが、大規模なパラメータスキャンを実施する際には、フルスケールシミュレーションは計算コストが高くなることがある。近似モデルやソルバーは、新たな領域を迅速に評価するための代替手段を提供するが、その妥当性は各問題に対して慎重に検証する必要がある。本研究では、レーザー駆動プラズマ加速器における密度ダウンランプ注入をモデル化するための、ポンデロモーティブガイディングセンターソルバーの有効性を調査する。さらに、欧州プラズマ研究加速器の卓越応用（EuPRAXIA）の枠組みにおける密度ダウンランプ注入について報告し、この手法が、エネルギー広がり1%未満、エミッタンス100nm未満という、インジェクター段階のすべての要件を満たすビームを生成できることを示す。