An electron beam has gained a maximum energy of 9 GeV per particle in a 1.3 m-long electron beam-driven plasma wakefield accelerator. The amount of charge accelerated in the spectral peak was 28.3 pC, and the root-mean-square energy spread was 5.0%. The mean accelerated charge and energy gain per particle of the 215 shot data set was 115 pC and 5.3 GeV, respectively, corresponding to an acceleration gradient of 4.0 GeV m−1at the spectral peak. The mean energy spread of the data set was 5.1%. These results are consistent with the extrapolation of the previously reported energy gain results using a shorter, 36 cm-long plasma source to within 10%, evincing a non-evolving wake structure that can propagate distances of over a meter in length. Wake-loading effects were evident in the data through strong dependencies observed between various spectral properties and the amount of accelerated charge.
電子ビーム駆動プラズマ航跡場加速器において、長さ1.3 mのプラズマ中で電子ビームが1粒子あたり最大9 GeVのエネルギーを得た。スペクトルピークにおいて加速された電荷量は28.3 pCであり、二乗平均平方根エネルギー広がりは5.0%であった。215ショットのデータセットにおける平均加速電荷量は115 pC、1粒子あたりの平均エネルギー利得は5.3 GeVであり、これは4.0 GeV m⁻¹の加速勾配に相当する。データセットの平均エネルギー広がりは5.0%であった。これらの結果は、より短い36 cmのプラズマ源を用いた既報のエネルギー利得結果の外挿と10%以内で一致しており、1メートルを超える距離を伝播できる非発展的な航跡場構造を実証している。航跡場負荷効果は、様々なスペクトル特性と加速電荷量の間に観測された強い依存性を通じて明らかであった。