Свистун О. М. Збудження кільватерних полів у плазмі послідовностями релятивістських електронних згустків: числове моделювання

Дисертаційну роботу присвячено теоретичному дослідженню збудження кільватерних полів у плазмі резонансними та нерезонансними послідовностями релятивістських електронних згустків і окремим згустком релятивістських електронів з метою виявлення основних закономірностей цього процесу та їх практичного застосування. Об'єктом дослідження є кільватерні поля, що збуджуються послідовностями релятивістських електронних згустків, а також окремим щільним згустком релятивістських електронів у плазмі. Дослідження, проведені в роботі, базуються як на методах числового моделювання, яке проводилося в межах гідродинамічної та кінетичної моделей опису плазми, так і на методах математичної фізики. Вперше запропоновано та досліджено механізм резонансного збудження кільватерної хвилі у плазмі нерезонансною послідовністю релятивістських електронних згустків у випадку, коли частота входження згустків є більшою за плазмову частоту. Вперше показано, що максимальна амплітуда кільватерної хвилі, збудженої послідовністю релятивістських електронних згустків, із урахуванням їх радіальної динаміки досягається в нерезонансному випадку при невеликому перевищенні плазмової частоти над частотою входження згустків. Вперше знайдено умови однорідного радіального фокусування, як уздовж кожного згустку, так і вздовж усієї послідовності електронних згустків кільватерним полем у плазмі. У випадку збудження кільватерної хвилі у плазмі довгою послідовністю релятивістських електронних згустків малої густини в резонансному випадку було встановлено, що для параметрів дослідів кільватерні поля близько 300 згустків складаються когерентно, поки нелінійність хвилі не стає істотною. Результати досліджень, виконаних у роботі, були використані для пояснення фізичних явищ, які спостерігаються в дослідах із кільватерного прискорення заряджених частинок, що проводяться в ННЦ "ХФТІ" НАНУ. Отримані в роботі результати можуть бути використані при розробці та оптимізації дослідів із кільватерного прискорення заряджених частинок у різних науково-дослідних організаціях світу. Результати роботи було впроваджено в ІВТ ХНУ ім. В.Н.Каразіна в лекційному курсі "Колективні методи прискорення".