Трофименко С. В. Iнтерференційні ефекти в іонізаційних втратах, перехідному та когерентному рентгенівському випромінюванні релятивістських частинок

У дисертаційній роботі представлені результати досліджень інтерференційних ефектів у різноманітних видах електромагнітного випромінювання та іонізаційних втратах енергії релятивістських заряджених частинок в аморфних та кристалічних середовищах. Розглянуті ефекти пов’язані з великими довжинами формування випромінювання та ультрамалими розмірами згустків заряджених частинок. Отримано спрощені аналітичні вирази, що описують просторову еволюцію електромагнітного поля навколо електрона після його вильоту з речовини до вакууму у широкій області відстаней від речовини в межах довжини формування. Узагальнено опис спектрально-кутового розподілу перехідного випромінювання «напівголого» релятивістського електрона при його похилому падінні на металеву мішень на випадок низьких енергій частинки. Отримано вирази для спектрально-кутових та кутових розподілів, а також інтегральної інтенсивності когерентного рентгенівського випромінювання «напівголого» електрона в ультратонкому та товстому кристалах. Отримано вирази для спектрально-кутового розподілу перехідного випромінювання у ближній зоні при його реєстрації за допомогою параболічного фокусуючого дзеркала довільного розміру. Здобуто формули для спектрального розподілу рентгенівського перехідного випромінювання електронів у багатошарових періодичних мішенях для довільного аксіально симетричного поперечного розподілу частинок у пучку та обмеженого розміру активної області детектора випромінювання. Отримано умови для суттєвого посилення інтенсивності такого випромінювання при достатньо малому куті аксептансу детектора. Передбачено ефект суттєвого збільшення перерізу іонізації атомних К-оболонок та інтенсивності характеристичного рентгенівського випромінювання електронами при їх проходженні крізь багатошарові періодичні мішені. Показано, що на іонізаційні втрати електрон-позитронної пари у тонкій мішені, яку вона перетинає після вильоту з іншої мішені, де вона народжується, інтерференційні ефекти впливають на значно більших відстанях від точки народження пари, ніж на іонізаційні втрати пари у тій самій мішені, де вона народжується. Передбачено інтерференційний ефект в іонізаційних втратах електрон-позитронної пари, подібний до такого, що має місце у дифракції Фраунгофера в оптиці. Для іонізаційних втрат пари у тонкій мішені виявлено ефект, що є зворотним до ефекту Чудакова і полягає в перевищенні величиною іонізаційних втрат пари суми незалежних втрат електрона і позитрона. Отримано класичні та квантові вирази для втрат енергії релятивістського електронного банча ультрамалого розміру на іонізацію та збудження атомних оболонок речовини через його форм-фактори в умовах прояву когерентних ефектів у цих втратах. Для електронних ансамблів із періодичною модуляцією густини передбачено резонансний ефект в іонізаційних втратах. Запропоновано новий механізм радіовипромінювання частинок у магнітосфері пульсара, який дає можливість пояснити загадку зміщеного інтерімпульсу для пульсара у Крабоподібній туманності. Передбачено частоту, при якій зміщений інтерімпульс має зникати.