Ionization injection in a plasma wakefield accelerator was investigated experimentally using two lithium plasma sources of different lengths. The ionization of the helium gas, used to confine the lithium, injects electrons in the wake. After acceleration, these injected electrons are observed as a distinct group from the drive beam on the energy spectrometer. They typically have a charge of tens of pC, an energy spread of a few GeV, and a maximum energy of up to 30 GeV. The emittance of this group of electrons can be many times smaller than the initial emittance of the drive beam. The energy scaling for the trapped charge from one plasma length to the other is consistent with the blowout theory of the plasma wakefield.
プラズマ航跡場加速器におけるイオン化入射を、2つの異なる長さのリチウムプラズマ源を用いて実験的に調査した。リチウムを閉じ込めるために使用されるヘリウムガスのイオン化が、航跡場内に電子を入射させる。加速後、これらの入射電子は、エネルギー分光器上でドライブビームとは異なるグループとして観測される。それらは典型的に、数十pCの電荷、数GeVのエネルギー広がり、最大30GeVのエネルギーを有する。この電子群のエミッタンスは、ドライブビームの初期エミッタンスよりも数倍小さくなり得る。一方のプラズマ長から他方のプラズマ長への捕捉電荷のエネルギー依存性は、プラズマ航跡場のブローアウト理論と一致する。