Progress in Hybrid Plasma Wakefield Acceleration

ORCID
0000-0002-5827-0041
Zugehörigkeit
Scottish Universities Physics Alliance SUPA, University of Strathclyde, 107 Rottenrow, Glasgow G4 0NG, UK
Hidding, Bernhard;
ORCID
0000-0003-3440-7717
Zugehörigkeit
Deutsches Elektronen-Synchrotron DESY, 22607 Hamburg, Germany
Assmann, Ralph;
ORCID
0000-0002-8258-3881
Zugehörigkeit
Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf, Bautzner Landstraße 400, 01328 Dresden, Germany
Bussmann, Michael;
ORCID
0000-0003-0459-6326
Zugehörigkeit
Scottish Universities Physics Alliance SUPA, University of Strathclyde, 107 Rottenrow, Glasgow G4 0NG, UK
Campbell, David;
Zugehörigkeit
Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf, Bautzner Landstraße 400, 01328 Dresden, Germany
Chang, Yen-Yu;
ORCID
0000-0002-5015-0387
Zugehörigkeit
LOA, ENSTA Paris, CNRS, Ecole Polytechnique, Institut Polytechnique de Paris, 91762 Palaiseau, France
Corde, Sébastien;
ORCID
0000-0001-9129-4208
Zugehörigkeit
Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf, Bautzner Landstraße 400, 01328 Dresden, Germany
Cabadağ, Jurjen Couperus;
ORCID
0000-0002-3844-3697
Zugehörigkeit
Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf, Bautzner Landstraße 400, 01328 Dresden, Germany
Debus, Alexander;
ORCID
0000-0003-2913-5729
Zugehörigkeit
Faculty of Physics, Ludwig-Maximilians-Universität München, Am Coulombwall 1, 85748 Garching, Germany
Döpp, Andreas;
Zugehörigkeit
LOA, ENSTA Paris, CNRS, Ecole Polytechnique, Institut Polytechnique de Paris, 91762 Palaiseau, France
Gilljohann, Max;
Zugehörigkeit
Faculty of Physics, Ludwig-Maximilians-Universität München, Am Coulombwall 1, 85748 Garching, Germany
Götzfried, J.;
ORCID
0000-0002-5886-0834
Zugehörigkeit
Faculty of Physics, Ludwig-Maximilians-Universität München, Am Coulombwall 1, 85748 Garching, Germany
Foerster, F. Moritz;
ORCID
0000-0001-8297-0198
Zugehörigkeit
Faculty of Physics, Ludwig-Maximilians-Universität München, Am Coulombwall 1, 85748 Garching, Germany
Haberstroh, Florian;
ORCID
0000-0003-2108-8702
Zugehörigkeit
Scottish Universities Physics Alliance SUPA, University of Strathclyde, 107 Rottenrow, Glasgow G4 0NG, UK
Habib, Fahim;
ORCID
0000-0001-7747-1650
Zugehörigkeit
Scottish Universities Physics Alliance SUPA, University of Strathclyde, 107 Rottenrow, Glasgow G4 0NG, UK
Heinemann, Thomas;
GND
1250532817
Zugehörigkeit
Institute of Optics and Quantum Electronics, Friedrich-Schiller-University of Jena, Max-Wien-Platz 1, 07743 Jena, Germany
Hollatz, Dominik;
ORCID
0000-0002-4626-0049
Zugehörigkeit
Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf, Bautzner Landstraße 400, 01328 Dresden, Germany
Irman, Arie;
GND
129416541
Zugehörigkeit
Institute of Optics and Quantum Electronics, Friedrich-Schiller-University of Jena, Max-Wien-Platz 1, 07743 Jena, Germany
Kaluza, Malte;
ORCID
0000-0003-0746-0731
Zugehörigkeit
Faculty of Physics, Ludwig-Maximilians-Universität München, Am Coulombwall 1, 85748 Garching, Germany
Karsch, Stefan;
ORCID
0000-0003-1757-0985
Zugehörigkeit
LOA, ENSTA Paris, CNRS, Ecole Polytechnique, Institut Polytechnique de Paris, 91762 Palaiseau, France
Kononenko, Olena;
ORCID
0000-0001-7289-9228
Zugehörigkeit
LOA, ENSTA Paris, CNRS, Ecole Polytechnique, Institut Polytechnique de Paris, 91762 Palaiseau, France
Knetsch, Alexander;
ORCID
0000-0003-0340-9963
Zugehörigkeit
Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf, Bautzner Landstraße 400, 01328 Dresden, Germany
Kurz, Thomas;
Zugehörigkeit
Center for Free Electron Science, CFEL, Luruper Chaussee 149, 22761 Hamburg, Germany
Kuschel, Stephan;
ORCID
0000-0001-9759-1166
Zugehörigkeit
Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf, Bautzner Landstraße 400, 01328 Dresden, Germany
Köhler, Alexander;
ORCID
0000-0001-8158-0980
Zugehörigkeit
Deutsches Elektronen-Synchrotron DESY, 22607 Hamburg, Germany
Ossa, Alberto Martinez de la;
ORCID
0000-0001-5460-5388
Zugehörigkeit
Scottish Universities Physics Alliance SUPA, University of Strathclyde, 107 Rottenrow, Glasgow G4 0NG, UK
Nutter, Alastair;
ORCID
0000-0001-7990-9564
Zugehörigkeit
Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf, Bautzner Landstraße 400, 01328 Dresden, Germany
Pausch, Richard;
Zugehörigkeit
LOA, ENSTA Paris, CNRS, Ecole Polytechnique, Institut Polytechnique de Paris, 91762 Palaiseau, France
Raj, Gaurav;
ORCID
0000-0003-0390-7671
Zugehörigkeit
Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf, Bautzner Landstraße 400, 01328 Dresden, Germany
Schramm, Ulrich;
ORCID
0000-0002-2769-4749
Zugehörigkeit
Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf, Bautzner Landstraße 400, 01328 Dresden, Germany
Schöbel, Susanne;
GND
1293417637
Zugehörigkeit
Institute of Optics and Quantum Electronics, Friedrich-Schiller-University of Jena, Max-Wien-Platz 1, 07743 Jena, Germany
Seidel, Andreas;
ORCID
0000-0001-8965-1149
Zugehörigkeit
Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf, Bautzner Landstraße 400, 01328 Dresden, Germany
Steiniger, Klaus;
ORCID
0000-0002-6463-5406
Zugehörigkeit
Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf, Bautzner Landstraße 400, 01328 Dresden, Germany
Ufer, Patrick;
Zugehörigkeit
Institute of Optics and Quantum Electronics, Friedrich-Schiller-University of Jena, Max-Wien-Platz 1, 07743 Jena, Germany
Yeung, Mark;
Zugehörigkeit
Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf, Bautzner Landstraße 400, 01328 Dresden, Germany
Zarini, Omid;
GND
1154514196
Zugehörigkeit
Institute of Optics and Quantum Electronics, Friedrich-Schiller-University of Jena, Max-Wien-Platz 1, 07743 Jena, Germany
Zepf, Matt

Plasma wakefield accelerators can be driven either by intense laser pulses (LWFA) or by intense particle beams (PWFA). A third approach that combines the complementary advantages of both types of plasma wakefield accelerator has been established with increasing success over the last decade and is called hybrid LWFA→PWFA. Essentially, a compact LWFA is exploited to produce an energetic, high-current electron beam as a driver for a subsequent PWFA stage, which, in turn, is exploited for phase-constant, inherently laser-synchronized, quasi-static acceleration over extended acceleration lengths. The sum is greater than its parts: the approach not only provides a compact, cost-effective alternative to linac-driven PWFA for exploitation of PWFA and its advantages for acceleration and high-brightness beam generation, but extends the parameter range accessible for PWFA and, through the added benefit of co-location of inherently synchronized laser pulses, enables high-precision pump/probing, injection, seeding and unique experimental constellations, e.g., for beam coordination and collision experiments. We report on the accelerating progress of the approach achieved in a series of collaborative experiments and discuss future prospects and potential impact.

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