Experimental observation of a current-driven instability in a neutral electron-positron beam - CNRS - Centre national de la recherche scientifique Accéder directement au contenu
Article Dans Une Revue Physical Review Letters Année : 2017

Experimental observation of a current-driven instability in a neutral electron-positron beam

J. Warwick
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T. Dzelzainis
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M.E. Dieckmann
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W. Schumaker
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D. Doria
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A. Alejo
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K. Poder
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J.M. Cole
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M. Yeung
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K. Krushelnick
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S.P.D. Mangles
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Z. Najmudin
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B. Reville
G.M. Samarin
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D.D. Symes
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A.G.R. Thomas
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M. Borghesi
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G. Sarri
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Résumé

We report on the first experimental observation of a current-driven instability developing in a quasineutral matter-antimatter beam. Strong magnetic fields (≥1  T) are measured, via means of a proton radiography technique, after the propagation of a neutral electron-positron beam through a background electron-ion plasma. The experimentally determined equipartition parameter of εB≈10-3 is typical of values inferred from models of astrophysical gamma-ray bursts, in which the relativistic flows are also expected to be pair dominated. The data, supported by particle-in-cell simulations and simple analytical estimates, indicate that these magnetic fields persist in the background plasma for thousands of inverse plasma frequencies. The existence of such long-lived magnetic fields can be related to analog astrophysical systems, such as those prevalent in lepton-dominated jets.

Dates et versions

hal-01645543 , version 1 (23-11-2017)

Identifiants

Citer

J. Warwick, T. Dzelzainis, M.E. Dieckmann, W. Schumaker, D. Doria, et al.. Experimental observation of a current-driven instability in a neutral electron-positron beam. Physical Review Letters, 2017, 119 (18), pp.185002. ⟨10.1103/PhysRevLett.119.185002⟩. ⟨hal-01645543⟩
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