Некоторые механизмы коллективного излучения системы классических заряженных частиц

• Автор: Березовский, Владимир Валерьевич
• Шифр специальности: 01.04.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Архангельск
• Количество страниц: 99 с. : ил.

Оглавление

Список сокращений

Введение

Глава I. Обзор явления сверхизлучения

1.1. Модель Дикке

1.2. Основные закономерности процесса сверхизлучения

1.3. Проявления СИ в электронных пучках

Глава II. Классическая модель сверхизлучения

2.1. Вывод уравнения классической модели сверхизлучения

2.2. Применение приближения вращающейся волны к классической модели сверхизлучения

2.3. Эффект фазировки

2.4. Пространственные свойства фазировки
2.5. Аналогия между двухуровневой системой и системой нелинейных осцилляторов
2.6. Заключение
Глава III. Сверхизлучение в физике плазмы
3.1. Поперечное охлаждение электронных пучков
3.2. Роль диполь-дипольного взаимодействия электронных ларморовских орбит в явлении поперечного охлаждения
3.3. Выводы
Заключение
Приложение I
Приложение II
Список литературы

Список сокращений
СИ - Сверхиалучение
КМС - Классическая модель сверхизлучения

Введение
Актуальность темы исследования. Процессы резонансного взаимодействия неравновесных носителей заряда в активных средах через посредство объединенного электромагнитного поля их излучения в процессе релаксации в последнее время привлекают к себе все большее количество исследователей. Одним из наиболее ярких примеров кооперативного поведения многоатомных систем, является оптическое сверхизлучение, предсказанное Дикке в 1954г. [1], и впервые обнаруженное
экспериментально в 1973 г. [2]. Сверхизлучение - это процесс спонтанного излучения многоатомной системы, по мере своего развития приобретающий коллективный характер. Он реализуется как в квантовых системах (система двухуровневых атомов, как у Дикке), так и в классических, (система нелинейных осцилляторов, сгусток электронов, вращающихся по ларморовым орбитам в магнитном поле, и т.д.). В начале в результате флуктуации или внешнего воздействия возникает начальное электрическое поле. Далее вступает в действие эффект фазировки (для классических систем - это механизм Гапонова-Грехова [40], который имеет универсальный характер и поэтому проявляется в разнообразных случаях), приводящий к возникновению корреляций во внутреннем движении разных диполей. Создаётся коллективный дипольный момент, пропорциональный числу диполей (или, в случае протяжённого тела, вектор поляризации), который усиливает коллективное электрическое поле. Это приводит к лавинообразному нарастанию интенсивности излучения и, соответственно, формированию короткого оптического всплеска, имеющего для протяжённого тела резко анизотропный характер. Интенсивность излучения в импульсе пропорциональна квадрату числа элементарных диполей, длительность импульса — обратно пропорциональна этому числу.
Теория сверхизлучения развивалась по нескольким направлениям, среди которых выделяются шредингеровский и гейзенберговский подходы, а также

трению, которое отвечает за радиационное подавление колебаний диполя в
2 в со2
уединенном атоме. Используя приближение %а ~ -со'%а получим Ег)

Оно позволит нам избежать затруднений связанных с появлением некорректных режимов соответствующих самоускоряющемуся заряду
вследствие отбрасывания слагаемых четвертого и выше порядка [45].
Таким образом, система (2.2) примет вид:
I + «.2(1 + Г(,г)1 = + хЦ) (2.4)
Ътс ь т ь,а гаЬ
Здесь Уа=д/3га, гаЬ=га-гь, 1аЬ-гаЬ/с - запаздывающее время. Следует отметить, что данное выражение справедливо для нерелятивистских систем нелинейных осцилляторов любой формы и размеров.