Speaker
Description
We present a Galilean electromagnetic particle-in-cell (GEM-PIC) algorithm that reformulates the full Maxwell and Vlasov equations in Galilean-boosted coordinates. This transformation retains the complete electromagnetic structure of plasma–particle interactions while exploiting scale separation to achieve substantial computational efficiency. In contrast to quasi-static methods, the GEM-PIC approach does not distinguish between beam and background particles, enabling a fully self-consistent description of particle trapping and radiation processes. This algorithm supports highly accurate, large-scale simulations of plasma-based wakefield acceleration with significantly reduced computational cost.
Мы представляем галилеевский электромагнитный метод частиц в ячейках (GEM-PIC), в котором полные уравнения Максвелла и Власова записываются в галилеевских (ускоренных) координатах. Такая преобразованная форма сохраняет полную электромагнитную структуру взаимодействий между плазмой и частицами, одновременно используя разделение масштабов для существенного повышения вычислительной эффективности. В отличие от квазистационарных методов, подход GEM-PIC не различает пучковые и фоновые частицы, что позволяет полностью самосогласованно описывать процессы захвата частиц и излучения. Этот алгоритм обеспечивает высокоточные крупномасштабные симуляции ускорения на плазменных волнах при значительно меньших вычислительных затратах.
