Abstract
Original language | English |
---|---|
Journal | Nature Physics |
Volume | 13 |
Issue number | 10 |
Pages (from-to) | 973-978 |
Number of pages | 6 |
ISSN | 1745-2473 |
DOIs | |
Publication status | Published - 2017 |
Fingerprint
Dive into the research topics of 'Efficient generation of energetic ions in multi-ion plasmas by radio-frequency heating'. Together they form a unique fingerprint.Cite this
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In: Nature Physics, Vol. 13, No. 10, 2017, p. 973-978.
Research output: Contribution to journal › Journal article › Research › peer-review
TY - JOUR
T1 - Efficient generation of energetic ions in multi-ion plasmas by radio-frequency heating
AU - Kazakov, Ye O.
AU - Kiptily, V. G.
AU - Lin, Y.
AU - Nocente, M.
AU - Baranov, Y.
AU - Bilato, R.
AU - Faustin, J. M.
AU - Felton, R.
AU - Jacquet, Ph
AU - Van Schoor, M.
AU - Marmar, E. S.
AU - Baek, S. G.
AU - Barnard, H.
AU - Bonoli, P.
AU - Brunner, D.
AU - Dekow, G.
AU - Ennever, P.
AU - Faust, I.
AU - Fiore, C.
AU - Gao, Chi
AU - Golfinopoulos, T.
AU - Greenwald, M.
AU - Hartwig, Z. S.
AU - Hubbard, A. E.
AU - Hughes, J. W.
AU - Hutchinson, I. H.
AU - Irby, J.
AU - LaBombard, B.
AU - Lin, Yijun
AU - Mumgaard, R.
AU - Parker, R. R.
AU - Porkolab, M.
AU - Rice, J. E.
AU - Shiraiwa, S.
AU - Sorbom, B.
AU - Terry, D.
AU - Terry, J. L.
AU - Vieira, R.
AU - Walk, J. R.
AU - Wallace, G. M.
AU - White, A.
AU - Whyte, D.
AU - Wolfe, S. M.
AU - Wright, G. M.
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AU - Churchill, R. M.
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AU - Diallo, A.
AU - Edlund, E.
AU - Scott, S. D.
AU - Cziegler, I.
AU - Holland, C.
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AU - Kurki-Suonio, T.
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AU - Lonnroth, J.
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AU - Santala, M. I. K.
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AU - Galassi, D.
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AU - Camenen, Y.
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AU - Ash, A.
AU - Austin, Y.
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AU - Brown, M.
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AU - Buckley, M. A.
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AU - Busse, A.
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AU - Evans, B.
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AU - Gallagher, J.
AU - Garzotti, L.
AU - Gear, D. F.
AU - Gee, S. J.
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AU - Gethins, M.
AU - Ghani, Z.
AU - Gibson, C. S.
AU - Gilligan, S.
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AU - Gowland, R.
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AU - Graham, M. E.
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AU - Grazier, P.
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AU - Harting, D.
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AU - Hazel, S.
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AU - Hender, T. C.
AU - Hepple, D.
AU - Hermon, G.
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AU - Huddleston, T. M.
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AU - Kent, O. N.
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AU - Kinna, D. J.
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AU - Klepper, C.
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AU - Naulin, V.
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AU - Packer, L. W.
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AU - Pajuste, E.
AU - Palazzo, S.
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AU - Parsons, M.
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AU - Patel, A.
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AU - Paton, D.
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AU - Peackoc, A.
AU - Pearson, I. J.
AU - Pehkonen, S. -P.
AU - Peluso, E.
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AU - Pereira, Alexandre De Lemos
AU - Pereira, R.
AU - Puglia, P. P. Pereira
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AU - Petrella, N.
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AU - Peysson, Y.
AU - Pfefferle, D.
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AU - Pintsuk, G.
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AU - Piron, L.
AU - Pironti, A.
AU - Pisano, F.
AU - Pitts, R.
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AU - Plyusnin, V.
AU - Pomaro, N.
AU - Pompilian, O. G.
AU - Pool, P. J.
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AU - Porfiri, M. T.
AU - Porosnicu, C.
AU - Porton, M.
AU - Possnert, G.
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AU - Prakash, R.
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AU - Price, D.
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AU - Price, R.
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AU - Putterich, Th
AU - Rachlew, E.
AU - Rack, M.
AU - Ragona, R.
AU - Rainford, M. S. J.
AU - Rakha, A.
AU - Ramogida, G.
AU - Ranjan, S.
AU - Rapson, C. J.
AU - Rasmussen, J. J.
AU - Rathod, K.
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AU - Rebai, M.
AU - Reece, D.
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AU - Refy, D.
AU - Regan, B.
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AU - Reich, M.
AU - Reid, N.
AU - Reimold, F.
AU - Reinhart, M.
AU - Reinke, M.
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AU - Rendell, D.
AU - Reux, C.
AU - Cortes, S. D. A. Reyes
AU - Reynolds, S.
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AU - Romanelli, S.
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AU - Stephen, A. V.
AU - Stephen, M.
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AU - Stevens, B. D.
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AU - Strauss, H. R.
AU - Strom, P.
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AU - Subba, F.
AU - Summers, H. P.
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AU - Szawlowski, M.
AU - Szepesi, G.
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AU - Tal, B.
AU - Tala, T.
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AU - Taliercio, C.
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AU - Tang, Wei
AU - Tardocchi, M.
AU - Taroni, L.
AU - Taylor, Daniel
AU - Taylor, K. A.
AU - Tegnered, D.
AU - Telesca, G.
AU - Teplova, N.
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AU - Testa, D.
AU - Tholerus, E.
AU - Thomas, J.
AU - Thomas, J. D.
AU - Thomas, P.
AU - Thompson, A.
AU - Thompson, C. -A.
AU - Thompson, V. K.
AU - Thorne, L.
AU - Thornton, A.
AU - Thrysøe, Alexander Simon
AU - Tigwell, P. A.
AU - Tipton, N.
AU - Tiseanu, I.
AU - Tojo, H.
AU - Tokitani, M.
AU - Tolias, P.
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AU - Trimble, P.
AU - Tripsky, M.
AU - Tsalas, M.
AU - Tsavalas, P.
AU - Jun, D. Tskhakaya
AU - Turner, I.
AU - Turner, M. M.
AU - Turnyanskiy, M.
AU - Tvalashvili, G.
AU - Tyrrell, S. G. J.
AU - Uccello, A.
AU - Ul-Abidin, Z.
AU - Ulyatt, D.
AU - Urano, H.
AU - Uytdenhouwen, I.
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AU - Van Eester, D.
AU - Van Renterghem, W.
AU - van Rooij, G. J.
AU - Varoutis, S.
AU - Vartanian, S.
AU - Vasava, K.
AU - Vasilopoulou, T.
AU - Vega, J.
AU - Verdoolaege, G.
AU - Verhoeven, R.
AU - Verona, C.
AU - Rinati, G. Verona
AU - Veshchev, E.
AU - Vianello, N.
AU - Vicente, J.
AU - Viezzer, E.
AU - Villari, S.
AU - Villone, F.
AU - Vincenzi, P.
AU - Vinyar, I.
AU - Viola, B.
AU - Vitins, A.
AU - Vizvary, Z.
AU - Vlad, M.
AU - Voitsekhovitch, I.
AU - Vondracek, P.
AU - Vora, N.
AU - Vu, T.
AU - de Sa, W. W. Pires
AU - Wakeling, B.
AU - Waldon, C. W. F.
AU - Walkden, N.
AU - Walker, M.
AU - Walker, R.
AU - Walsh, M.
AU - Wang, E.
AU - Wang, N.
AU - Warder, S.
AU - Warren, R. J.
AU - Waterhouse, J.
AU - Watkins, N. W.
AU - Watts, C.
AU - Wauters, T.
AU - Weckmann, A.
AU - Weiland, J.
AU - Weisen, H.
AU - Weiszflog, M.
AU - Wellstood, C.
AU - West, A. T.
AU - Wheatley, M. R.
AU - Whetham, S.
AU - Whitehead, A. M.
AU - Whitehead, B. D.
AU - Widdowson, A. M.
AU - Wiesen, S.
AU - Wilkinson, J.
AU - Williams, J.
AU - Williams, M.
AU - Wilson, A. R.
AU - Wilson, D. J.
AU - Wilson, H. R.
AU - Wilson, J.
AU - Wischmeier, M.
AU - Withenshaw, G.
AU - Withycombe, A.
AU - Witts, D. M.
AU - Wood, D.
AU - Wood, R.
AU - Woodley, C.
AU - Wray, S.
AU - Wright, J.
AU - Wright, J. C.
AU - Wu, J.
AU - Wukitch, S.
AU - Wynn, A.
AU - Xu, T.
AU - Yadikin, D.
AU - Yanling, W.
AU - Yao, L.
AU - Yavorskij, V.
AU - Yoo, M. G.
AU - Young, C.
AU - Young, D.
AU - Young, I. D.
AU - Young, R.
AU - Zacks, J.
AU - Zagorski, R.
AU - Zaitsev, F. S.
AU - Zanino, R.
AU - Zarins, A.
AU - Zastrow, K. D.
AU - Zerbini, M.
AU - Zhang, W.
AU - Zhou, Y.
AU - Zilli, E.
AU - Zoita, V.
AU - Zoletnik, S.
AU - Zychor, I.
AU - Abduallev, S.
AU - Abhangi, M.
AU - Abreu, P.
AU - Aggarwal, K. M.
AU - Ahlgren, T.
AU - Ahn, J. H.
AU - Aho-Mantila, L.
AU - Aiba, N.
AU - Airila, M.
AU - Albanese, R.
AU - Alegre, D.
AU - Alessi, E.
AU - Aleynikov, P.
AU - Alfier, A.
AU - Alkseev, A.
AU - Alves, E.
AU - Ambrosino, G.
AU - Ambrosino, R.
AU - Amicucci, L.
AU - Amosov, V.
AU - Sunden, E. Andersson
AU - Angelone, M.
AU - Anghel, M.
AU - Angioni, C.
AU - Arena, P.
AU - Ariola, M.
AU - Arnichand, H.
AU - Arshad, Sarah
AU - Ashikawa, N.
AU - Aslanyan, V.
AU - Auriemma, F.
AU - Avotina, L.
AU - Bacharis, M.
AU - Baciero, A.
AU - Baiao, D.
AU - Balden, M.
AU - Barnsley, R.
AU - Orte, L. Barrera
AU - Baruzzo, M.
AU - Basiuk, V.
AU - Bassan, M.
AU - Batista, A.
AU - Batistoni, P.
AU - Bauvir, B.
AU - Baylor, L.
AU - Bazylev, B.
AU - Beal, J.
AU - Beckers, M.
AU - Becoulet, A.
AU - Bekris, N.
AU - Belli, F.
AU - Belonohy, E.
AU - Bergsaker, H.
AU - Bernardo, J.
AU - Bernert, M.
AU - Bertalot, L.
AU - Beurskens, M.
AU - Bieg, B.
AU - Bielecki, J.
AU - Biewer, T.
AU - Bigi, M.
AU - Bilkova, P.
AU - Binda, F.
AU - Bisoffi, A.
AU - Bizarro, J. P. S.
AU - Bjorkas, C.
AU - Blanchard, P.
AU - Bobkov, V.
AU - Bodnar, G.
AU - Bogar, O.
AU - Bolshakova, I.
AU - Bolzonella, T.
AU - Bonanomi, N.
AU - Bonelli, F.
AU - Boom, J.
AU - Borba, D.
AU - Borodin, D.
AU - Borodkina, I.
AU - Botrugno, A.
AU - Bottereau, C.
AU - Bourdelle, C.
AU - Bowman, C.
AU - Braic, V.
AU - Bravanec, R.
AU - Breizman, B.
AU - Bremond, S.
AU - Breton, S.
AU - Brezinsek, S.
AU - Broeckx, W.
AU - Brombin, M.
AU - Broslawski, A.
AU - Bruno, E.
AU - Bucalossi, J.
AU - Buch, J.
AU - Budny, R.
AU - Bufferand, H.
AU - Buratti, P.
AU - Burckhart, A.
AU - Buscarino, A.
AU - Bykov, I.
AU - Cahyna, P.
AU - Calabro, G.
AU - Calvo, I.
AU - Cannas, B.
AU - Cardinali, A.
AU - Carralero, D.
AU - Carraro, L.
AU - Carvalho, B. B.
AU - Carvalho, I.
AU - Carvalho, P.
AU - Castaldo, C.
AU - Catarino, N.
AU - Caumont, J.
AU - Causa, F.
AU - Cavazzana, R.
AU - Cavinato, M.
AU - Cecconello, M.
AU - Ceccuzzi, S.
AU - Cecil, E.
AU - Cenedese, A.
AU - Cesario, R.
AU - Chandra, D.
AU - Chang, C. S.
AU - Chankin, A.
AU - Chapman, S. C.
AU - Chernyshova, M.
AU - Chitarin, G.
AU - Ciraolo, G.
AU - Citrin, J.
AU - Clairet, F.
AU - Coccorese, V.
AU - Cocilovo, V.
AU - Coda, S.
AU - Coelho, R.
AU - Coenen, J. W.
AU - Coffey, I.
AU - Colas, L.
AU - Conka, D.
AU - Conroy, S.
AU - Corradino, C.
AU - Corre, Y.
AU - Cortes, S.
AU - Coster, D.
AU - Craciunescu, T.
AU - Crisanti, F.
AU - Croci, G.
AU - Crombe, K.
AU - Cruz, N.
AU - Cseh, G.
AU - Cufar, A.
AU - Curuia, M.
AU - Czarnecka, A.
AU - Dankowski, J.
AU - Darrow, D.
AU - Davis, W.
AU - Day, C.
AU - De Bock, M.
AU - de Castro, A.
AU - de la Cal, E.
AU - de la Luna, E.
AU - De Masi, G.
AU - de Pablos, J. L.
AU - De Temmerman, G.
AU - De Tommasi, G.
AU - de Vries, P.
AU - Degli Agostini, F.
AU - Dejarnac, R.
AU - Delabie, E.
AU - den Harder, N.
AU - Denis, J.
AU - Denner, P.
AU - Devaux, S.
AU - Devynck, P.
AU - Di Maio, F.
AU - Di Siena, A.
AU - Di Troia, C.
AU - Dinca, P.
AU - D'Inca, R.
AU - Ding, B.
AU - Dittmar, T.
AU - Doerk, H.
AU - Doerner, R. P.
AU - Donne, T.
AU - Dormido-Canto, S.
AU - Douai, D.
AU - Drenik, A.
AU - Drewelow, P.
AU - Drews, P.
AU - Duckworth, Ph
AU - Dumont, R.
AU - Dumortier, P.
AU - Dunai, D.
AU - Dunne, M.
AU - Duran, Isa Ilkan
AU - Durodie, F.
AU - Dutta, P.
AU - Duval, B. P.
AU - Dux, R.
AU - Dylst, K.
AU - Dzysiuk, N.
AU - Edappala, P. V.
AU - Eich, Th
AU - Ekedah, A.
AU - Enachescu, M.
AU - Ericsson, G.
AU - Eriksson, Fredrik
AU - Eriksson, J.
AU - Eriksson, L. G.
AU - Esposito, B.
AU - Esquembri, S.
AU - Esser, H. G.
AU - Esteve, D.
AU - Faitsch, M.
AU - Falie, D.
AU - Fanni, A.
AU - Fasoli, A.
AU - Fazendeiro, L.
AU - Fedorczak, N.
AU - Fernades, A.
AU - Fernandes, H.
AU - Ferreira, José Soeiro
AU - Fevrier, O.
AU - Ficker, O.
AU - Fietz, S.
AU - Figueiredo, A.
AU - Figueiredo, J.
AU - Fil, A.
AU - Firdaouss, M.
AU - Fischer, U.
AU - Flammini, D.
AU - Fonnesu, N.
AU - Fontdecaba, J. M.
AU - Formisano, A.
AU - Fortuna, L.
AU - Fortuna-Zalesna, E.
AU - Franke, T.
AU - Frasca, M.
AU - Frassinetti, L.
AU - Freisinger, M.
AU - Fresa, R.
AU - Frigione, D.
AU - Fuchs, V.
AU - Fuller, D.
AU - Gal, K.
AU - Galazka, K.
AU - Galdon-Quiroga, J.
AU - Gallart, D.
AU - Galvao, R.
AU - Gao, X.
AU - Gao, Y.
AU - Garcia, Jeronimo
AU - Garcia-Carrasco, A.
AU - Garcia-Munoz, M.
AU - Gaudio, P.
AU - Gauthier, E.
AU - Geiger, B.
AU - Gelfusa, M.
AU - Gervasini, G.
AU - Ghate, M.
AU - Gherendi, M.
AU - Giacalone, J. C.
AU - Giacomelli, L.
AU - Giegerich, T.
AU - Gil, Carla
AU - Gil, L.
AU - Gin, D.
AU - Giovannozzi, E.
AU - Girardo, J. B.
AU - Giruzzi, G.
AU - Gloeggler, S.
AU - Gohil, P.
AU - Goloborod'ko, V.
AU - Gomes, R.
AU - Goncalves, B.
AU - Goniche, M.
AU - Gorini, G.
AU - Gosk, M.
AU - Goulding, R.
AU - Goussarov, A.
AU - Graves, J. P.
AU - Greuner, H.
AU - Grierson, B.
AU - Grisolia, C.
AU - Grove, R.L.
AU - Grzonka, J.
AU - Guerard, C.
AU - Guillemaut, C.
AU - Guirlet, R.
AU - Utoh, H. H.
AU - Hacquin, S.
AU - Hager, R.
AU - Hakola, A.
AU - Halitovs, M.
AU - Hasenbeck, F.
AU - Hatano, Y.
AU - Hatch, D. R.
AU - Heinola, K.
AU - Hellesen, C.
AU - Hellsten, T.
AU - Helou, W.
AU - Henderson, M.
AU - Henderson, S. S.
AU - Henriques, R.
AU - Hertout, P.
AU - Hidalgo, C.
AU - Highcock, E. G.
AU - Hillairet, J.
AU - Hillis, D.
AU - Hizanidis, K.
AU - Hjalmarsson, A.
AU - Hobirk, J.
AU - Hodille, E.
AU - Hogeweij, G. M. D.
AU - Horacek, J.
AU - Hornung, G.
AU - Horton, L. D.
AU - Horvath, L.
AU - Huber, V.
AU - Huijsmans, G. T. A.
AU - Huynh, P.
AU - Imazawa, N.
AU - Imbeaux, F.
AU - Imrisek, M.
AU - Incelli, M.
AU - Innocente, P.
AU - Irishkin, M.
AU - Ivanova-Stanik, I.
AU - Jachmich, S.
AU - Jacobsen, A.S.
AU - Jansons, J.
AU - Jardin, A.
AU - Jaulmes, F.
AU - Jednorog, S.
AU - Jeong, C. H.
AU - Jepu, I.
AU - Joffrin, E.
AU - Johnson, T.
AU - Hoshino, K. K.
AU - Kallenbach, A.
AU - Kamiya, K.
AU - Kappatou, A.
AU - Kaufman, M.
AU - Kazakov, Y.
AU - Kazantzidis, V.
PY - 2017
Y1 - 2017
N2 - We describe a new technique for the efficient generation of high-energy ions with electromagnetic ion cyclotron waves in multi-ion plasmas. The discussed three-ion scenarios are especially suited for strong wave absorption by a very low number of resonant ions. To observe this effect, the plasma composition has to be properly adjusted, as prescribed by theory. We demonstrate the potential of the method on the world-largest plasma magnetic confinement device, JET (Joint European Torus, Culham, UK), and the high-magnetic-field tokamak Alcator C-Mod (Cambridge, USA). The obtained results demonstrate efficient acceleration of 3He ions to high energies in dedicated hydrogendeuterium mixtures. Simultaneously, effective plasma heating is observed, as a result of the slowing-down of the fast He-3 ions. The developed technique is not only limited to laboratory plasmas, but can also be applied to explain observations of energetic ions in space-plasma environments, in particular, 3He-rich solar flares.
AB - We describe a new technique for the efficient generation of high-energy ions with electromagnetic ion cyclotron waves in multi-ion plasmas. The discussed three-ion scenarios are especially suited for strong wave absorption by a very low number of resonant ions. To observe this effect, the plasma composition has to be properly adjusted, as prescribed by theory. We demonstrate the potential of the method on the world-largest plasma magnetic confinement device, JET (Joint European Torus, Culham, UK), and the high-magnetic-field tokamak Alcator C-Mod (Cambridge, USA). The obtained results demonstrate efficient acceleration of 3He ions to high energies in dedicated hydrogendeuterium mixtures. Simultaneously, effective plasma heating is observed, as a result of the slowing-down of the fast He-3 ions. The developed technique is not only limited to laboratory plasmas, but can also be applied to explain observations of energetic ions in space-plasma environments, in particular, 3He-rich solar flares.
U2 - 10.1038/NPHYS4167
DO - 10.1038/NPHYS4167
M3 - Journal article
SN - 1745-2473
VL - 13
SP - 973
EP - 978
JO - Nature Physics
JF - Nature Physics
IS - 10
ER -