Speaker
Description
Распространение узкосфокусированных коротких пучков высокоэнергичных заряженных частиц в плазме активно изучается в контексте новых методов ускорения. Такие пучки могут коллективно взаимодействовать с плазмой, либо создавая сильную кильватерную волну (тогда они называются драйверами), либо ускоряясь и фокусируясь в полях этой волны (соответственно - витнессы). В большинстве случаев плотность пучков много меньше или сравнима с плотностью плазмы. Такие режимы взаимодействия называются линейными и слабонелинейными, соответственно. В этих режимах пучок частиц после входа в плазму быстро достигает радиального равновесия с собственным кильватерным полем (намного быстрее, чем происходит энергетический обмен с плазмой). При этом равновесное состояние довольно экзотично: плотность пучка сильно пикирована возле оси, распределение частиц по импульсу не гауссово.
В идеале равновесный пучок, распространяясь в невозмущенной плазме, сохраняет свою форму, и только энергия частиц уменьшается. Однако возможны условия, при которых какое-либо возмущение (другой пучок или лазерный импульс) появляется перед драйвером после того, как он достиг радиального равновесия. Кильватерное поле возмущения имеет фазовую скорость, равную скорости света, поэтому оно стационарно в системе отсчета равновесного пучка и может сильно изменять его форму, даже если амплитуда возмущающей волны мала. Такая ситуация может возникнуть, к примеру, если пучок состоит из нескольких сгустков и первый сгусток имеет меньший заряд, чем остальные. Этот сгусток приходит в равновесие позже остальных, и его кильватерное поле действует на них как внешнее возмущение. Таким образом, важно знать устойчивость равновесных пучков к внешним возмущениям.
В данной работе численно изучено, какое возмущение может уничтожить одиночный короткий пучок или последовательность сгустков в диапазоне параметров, интересных для плазменного кильватерного ускорения в осесимметричной конфигурации, и как быстро. Найдено, что существуют особенно опасные фазы, в которых пучок может быть уничтожен возмущением очень маленькой амплитуды. Также найдено, что возмущение с амплитудой больше, чем кильватерное поле одного микросгустка из последовательности, всегда разрушительно.
| Подразделение | сектор 5-12 |
|---|---|
| Статус | 2-й курс магистратуры |
| Текущее образовательное учреждение | НГУ |
| Научный руководитель | д-р физ.-мат. наук, проф. К. В. Лотов |
