Об особенностях излучения движущихся одиночных электронных сгустков в плазме

Abstract

Обсуждаются особенности излучения и динамики коротких одиночных сгустков электронов, распространяющихся в плазме. Если размер сгустка в направлении его движения не превышает несколько длин волн возбуждаемых плазменных колебаний, накопления поля в его объеме не происходит, динамика сгустка определяется не столько эффектами самофокусировки, сколько развитием двухпотоковой неустойчивости диссипативного типа. Возникающая модуляция плотности приводит к кратковременному усилению амплитуды кильватерного поля, а характер процесса дает основания считать его сверхизлучением. В отличие от более протяженных пучков, достигнув максимума, амплитуда поля излучения быстро убывает до уровня, отвечающего излучению размытого пучка тех же размеров.

Обговорюються особливості випромінювання та динаміки коротких одиночних згустків електронів, що рухаються у плазмі. Якщо розмір згустку у напрямку його руху не перевищує кілька довжин хвиль плазмових коливань, що збуджуються, накопичення поля в його об'ємі не відбувається, динаміка згустку визначається не стільки ефектами самофокусіровкі, скільки розвитком двохпотокової нестійкості дисипативного типу. Модуляція густини, що виникає при цьому, призводить до короткочасного посилення амплітуди кільватерного поля, а характер процесу дає підстави вважати його надвипромінюванням. На відміну від більш протяжних пучків, амплітуда поля випромінювання, досягнувши максимуму, швидко зменшується до рівня, який відповідає випромінюванню розмитого пучка тих же розмірів.

We discuss the features of radiation and dynamics of short single electron bunches propagating in plasma. If the size of the bunch in the direction of its movement does not exceed a few wavelengths of the excited plasma oscillations, the accumulation of the field in its volume does not happen and the dynamics of the bunch is determined not so much by selffocusing effect as the development of stream instability of a dissipative type. The resulting density modulation leads to a transient increase of the wave field amplitude, and the nature of the process gives grounds to consider it as superradiance. In contrast to the more extended beams, the amplitude of the radiation field after being reached a maximum falls off rapidly to a level corresponding to the radiation of spreading beam of the same size.