Dynamics of one-dimensional electron bunch with the rectangular profile of density, injected into plasma

Abstract

Dynamics of electron bunch with initially rectangular density profile injected into plasma was studied for 1D model using PIC method. Dependencies of maximal beam density and maximal amplitude of wake wave field upon the model parameters (plasma density and temperature, beam density, velocity and duration) were obtained and interpreted. Deformation index as a qualitative characteristic of deformation of the bunch initial density profile is proposed, its dependencies on the model parameters were studied.

Було досліджено динаміку одновимірного електронного згустку з прямокутним початковим профілем концентрації, інжектованого в однорідну плазму, за допомогою комп’ютерного моделювання методом крупних частинок в комірках. Було пояснено залежність максимальної концентрації електронного згустку і максимальну амплітуду кільватерної хвилі в залежності від параметрів моделі ( концентрації плазми, концентрації згустку, початкової швидкості і тривалості згустку). Вводиться показник деформації в якості характеристики деформації початкового профілю концентрації згустку і досліджується його залежність від параметрів моделі.

Была исследована динамика одномерного электронного сгустка с прямоугольным начальным профилем концентрации, инжектированного в однородную плазму, с применением компьютерного моделирования методом крупных частичек в ячейках. Была объяснена зависимость максимальной концентрации электронного сгустка и максимальная амплитуда кильватерной волны в зависимости от параметров модели ( концентрации плазмы, концентрации сгустка, начальной скорости и продолжительности сгустка). Вводится показатель деформации в качестве характеристики деформации начального профиля концентрации сгустка и исследуется его зависимость от параметров модели.