Прикладные аспекты пондермоторной динамики плазмы в интенсивных высокочастотных полях

• Автор: Додин, Илья Евгеньевич
• Шифр специальности: 01.04.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Нижний Новгород
• Количество страниц: 145 с. : ил.

1 Усредненная пондермоторная сила в магнитном поле
1.1 Адиабатическое дрейфовое движение
1.2 Пондермоторный барьер как демон Максвелла
1.3 Основные уравнения
1.4 Поперечный нагрев в неоднородном магнитном поле
1.5 Неадиабатическое ускорение частиц вдоль магнитного поля
1.5.1 Общие соотношения
1.5.2 Плавнонеоднородные поля
1.5.3 Разрывные поля
1.6 Условия поддержания асимметричности ВЧ барьера
1.7 Результаты численного моделирования
1.8 Генерация плазменного тока
2 Усредненная пондермоторная сила для релятивистских частиц
2.1 Дрейфовый лагранжиан релятивистской частицы
2.2 Дрейфовое описание ускорения электронов лазерным полем
2.3 Результаты численного моделирования
3 Усредненная пондермоторная сила в гидродинамике плазмы
3.1 Обратное рамановское рассеяние
3.2 Усиление лазерных импульсов при рамановском рассеянии
3.2.1 Одномерная задача
3.2.2 Модовое описание усиления импульсов в капилляре
3.2.3 Усиление в одномодовом и многомодовом режимах
3.3 Объемная динамическая голография в римановской среде
3.3.1 Основные уравнения

3.3.2 Запись и считывание оптической информации
3.3.3 Оптимальный режим хранения информации в плазме
Заключение
А Алгоритм оптимизации фазового пространства
А.1 Вариационная формулировка задачи Гарднера
А.2 Условный экстремум
А.З Приложение к случаю замагниченной плазмы
В Генерация плазменного тока «демоном Максвелла»
Литература

Некоторые обозначения
вч высокочастотный
дм демон Максвелла
огт области генерации тока
одг объемная динамическая голография
пп пондермоторный потенциал
ПРФ приближение равнораспределенных фаз
ПЭТ предположение об эквивалентных траекториях
СОРР стимулированное обратное римановское рассеяние
УПО усредненное пондермоторное описание
УПС усредненная пондермоторная сила
УТС управляемый термоядерный синтез

Данное условие позволяет принять приближение равнораспределенных фаз (ПРФ) для частиц внутри области резонансного взаимодействия, с использованием которого выражение для может быть получено путем усреднения продольной силы по ансамблю.
Для вычисления средней продольной силы, действующей на частицы в области циклотронного резонанса, примем также предположение об эквивалентных траекториях (ПЭТ), под которым понимается, что все частицы с заданной начальной скоростью перемещаются вдоль одной и той же траектории независимо от своей начальной фазы® т0 (а также фа)- В этом случае можно ввести понятие силы, действующей на среднюю частицу в заданной точке z путем усреднения истинной силы Tt(z, То, фа) по т0 и фа- При вычислении (Д) слагаемые (ДО и (Д^г) усредняются по То тривиально, так что остается вычислить лишь среднее от силы (Д-Тд), выражение для которой удобно представить в виде
(Д*і> = (1 - - eRe<5G'>, (1.112а)
5G = h(h+e~'x++2,T ~ h-e-*—'йт). (1.112b)
Выражая h± через х±,
'“(‘■’-•»--‘/«Й(1.43)

МОЖНО видеть, ЧТО (SG)то » 0 при условии ПРФ. Следовательно, при выполнении ПРФ и ПЭТ в разрывных полях продольная сила, усредненная одновременно по то и фо, равняется
(Ъ) = <^о) + £(<р> + (1 - Ь)(Мге)), (1.114)
где (U) по-прежнему определяется выражением (1.106). При этом сила (У0) уже не является консервативной, так как в разрывном поле магнитный момент ц не является интегралом движения частицы даже в отсутствие ВЧ излучения.
Заметим, что справедливость ПРФ внутри резонансной области не гарантирует отсутствия инерциальной группировки частиц после прохождения ими данной области, где, таким образом, равенство (1.114) может нарушаться. Однако, в плавнонеоднородном поле за циклотронным резонансом вновь становится справедливым адиабатическое выражение для силы, в частности, описываемое формулой (1.105).
8 Другими словами, предполагается, что ВЧ поле отражает или пропускает частицы в зависимости от их начальной скорости, но не фазы.