In 2017, AWAKE demonstrated the seeded self-modulation (SSM) of a 400 GeV proton beam from the Super Proton Synchrotron at CERN. The angular distribution of the protons deflected due to SSM is a quantitative measure of the process, which agrees with simulations by the two-dimensional (axisymmetric) particle-in-cell code LCODE to about 5%. The agreement is achieved in beam population scans at two selected plasma densities and in the scan of longitudinal plasma density gradient. The agreement is reached only in the case of a wide enough simulation box (several plasma wavelengths) that is closer to experimental conditions, but requires more computational power. Therefore, particle-in-cell codes can be used to interpret the SSM physics underlying the experimental data.
2017年、AWAKEはCERNのスーパープロトンシンクロトロンからの400 GeV陽子ビームのシード自己変調(SSM)を実証した。SSMにより偏向した陽子の角度分布は、この過程の定量的な指標であり、二次元(軸対称)粒子コードLCODEによるシミュレーションと約5%の精度で一致する。この一致は、2つの選択されたプラズマ密度におけるビーム集団スキャンと、縦方向プラズマ密度勾配のスキャンで達成された。この一致は、実験条件に近いがより多くの計算能力を必要とする、十分に広いシミュレーションボックス(数プラズマ波長)の場合にのみ達成される。したがって、粒子コードは実験データの基礎となるSSM物理を解釈するために使用できる。