Взаємодія нерелятивістських заряджених частинок в імпульсному світловому полі - Автореферат

Раніше (див., наприклад, роботу [2]) було показане, що притягання між електронами в полі плоскої монохроматичної хвилі можливо тільки для релятивістських енергій електронів і релятивістських інтенсивностей лазерного поля (для нерелятивістських енергій електронів ефект притягання пропадає). IMG_81ea6b8d-99a0-4a9e-b831-d23a87cbaa57 ) теоретично вивчити ефективну силу взаємодії між двома нерелятивістськими електронами, що рухаються назустріч один одному в імпульсному полі однієї і двох зустрічних лазерних хвиль, які поширюються перпендикулярно напрямку руху електронів; IMG_423147e1-e11d-441c-b8b5-4405f902fb6c ) теоретично вивчити ефективну силу взаємодії між двома нерелятивістськими іонами водню в умовах параксіального пучка в імпульсному полі однієї і двох зустрічних лазерних хвиль, які поширюються паралельно напрямку руху іонів; Наукова новизна одержаних результатів: виявлено ефект притягання нерелятивістських електронів в імпульсному полі однієї та двох зустрічних лазерних хвиль, які поширюються перпендикулярно напрямку руху електронів, коли швидкість осциляцій частинок в хвилі набагато більше швидкості поступального руху електронів; виявлено ефект притягання нерелятивістських іонів водню в умовах параксіального пучка в імпульсному полі однієї і двох зустрічних лазерних хвиль, які поширюються паралельно напрямку руху іонів, коли швидкість осциляцій частинок в хвилі одного порядку з поперечною компонентою відносної швидкості теплового руху іонів;IMG_db0ec6fd-f0fc-4eaa-b8f5-5e38e4ef15dd , що чисельно дорівнює відношенню роботи поля на довжині хвилі до енергії спокою електронів з приведеною масою ?; e - заряд електрону; F - напруженість електричного поля хвилі. У другому розділі “Взаємодія нерелятивістських електронів в імпульсному полі однієї і двох зустрічних світлових хвиль” теоретично вивчена ефективна сила взаємодії двох нерелятивістських електронів у присутності імпульсного поля однієї і двох світлових хвиль, що поширюються перпендикулярно руху заряджених частинок. Система рівнянь для відносного руху електронів в полі (1), (2) і початкові умови мають наступний вигляд: IMG_ff95d30c-503d-4edd-8415-7824aedf4af0 (3) IMG_a7509952-aacd-4b5c-a9cf-f3e4f1dfa1ef дорівнює відношенню амплітуди швидкості осциляцій електронів в хвилі IMG_90f4070d-a97a-42f8-88d6-2ebbf4732a32 (8) називатимемо середньою ефективною силою взаємодії електронів (іонів), а лазерні поля поділяти на: слабкі, якщо швидкість осциляцій електронів (іонів) набагато менше їхньої відносної швидкості (IMG_40235a33-a0ca-4bad-b61e-7b0ec2a34cd4 ) теоретично вивчена середня ефективна сила взаємодії нерелятивістських електронів, що рухаються назустріч один одному в імпульсному полі однієї і двох зустрічних лазерних хвиль, які поширюються перпендикулярно напрямку руху електронів. Вперше виявлено ефект притягання електронів після досягнення максимуму інтенсивностей в сильних лазерних полях, коли швидкість осциляцій електронів набагато більша їхньої відносної швидкості. На разі, в полі двох зустрічних хвиль, що мають однакові частоти і інтенсивності, але різні часи імпульсів, даний ефект можна підсилити за рахунок варіювання часу імпульсу другої хвилі щодо першої.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ

Поза рамками дипольного наближення (з урахуванням релятивістських поправок

IMG_40235a33-a0ca-4bad-b61e-7b0ec2a34cd4 ) теоретично вивчена середня ефективна сила взаємодії нерелятивістських електронів, що рухаються назустріч один одному в імпульсному полі однієї і двох зустрічних лазерних хвиль, які поширюються перпендикулярно напрямку руху електронів.

Вперше виявлено ефект притягання електронів після досягнення максимуму інтенсивностей в сильних лазерних полях, коли швидкість осциляцій електронів набагато більша їхньої відносної швидкості. На разі, в полі двох зустрічних хвиль, що мають однакові частоти і інтенсивності, але різні часи імпульсів, даний ефект можна підсилити за рахунок варіювання часу імпульсу другої хвилі щодо першої. При цьому відносна швидкість електронів зменшується, а час утримання електронів на деякій ефективній середній відстані один від одного збільшується.

Поза рамками дипольного наближення (з урахуванням релятивістських поправок

IMG_608e59d2-4766-4501-8fb7-47b5e29a59a8 ) теоретично вивчена середня ефективна сила взаємодії між двома нерелятивістськими іонами водню в умовах параксіального пучка в імпульсному полі однієї і двох зустрічних лазерних хвиль, які поширюються паралельно напрямку руху іонів.

Вперше виявлено ефект притягання іонів водню в параксіальному пучку після досягнення максимуму інтенсивностей в середніх лазерних полях, коли швидкість осциляцій іонів одного порядку з величиною їхньої відносної поперечної швидкості. На разі, в полі двох зустрічних лазерних хвиль вперше виявлена можливість контролю утримання іонів на деякій ефективній відносній середній відстані один від одного за рахунок варіації параметрів обох хвиль (однакові частоти, часи імпульсів, але різні інтенсивності; однакові частоти, інтенсивності, але різні часи імпульсів). Із зростанням поля ефект притягання іонів слабішає і в сильних полях зникає.

Kumita T., Kamiya Y. et al. Observation of the Nonlinear Effect in Relativistic Thomson Scattering of Electron and Laser Beams // Laser Physics. - 2006. - V.16, ? 2. - P.267-271.

Казанцев А.П., Соколов В.П. Взаимодействие электронов в световом поле // ЖЭТФ. - 1984. - Т.86, № 3. - С.896-905.

СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ ПРАЦЬ

Стародуб С.С., Рощупкин С.П. Взаимодействие классических нерелятивистских электронов в поле световой волны // Вестник СУМГУ. - 2001. - № 3(24)-4(25).-С.29-33.

Starodub S.S., Roshchupkin S.P. Interaction of nonrelativistic electrons in the presence of a strong pulsed laser field // Laser Physics. - 2003. - Vol.13, ? 11. - P.1422-1425.

Starodub S.S., Roshchupkin S.P. The Coulomb Repulsion Compensation Between the Ions of the Beam in the Presence of a Strong Pulsed Laser Field // Laser Physics Letters. - 2005. - Vol.2, ?8. - P.407-411.

Starodub S.S., Roshchupkin S.P. Interaction of the nonrelativistic electrons in the pulsed field of two laser waves // The European Physical Journal D. - 2007. - Vol.44, P.401-405.

Starodub S.S., Roshchupkin S.P. The hydrogen ions attraction effect in the pulsed field of two laser waves propagating in the opposite directions // Laser Physics Letters. - 2008. - Vol.5, ?9. - P.691-696 (published online April 22, 2008. DOI 10.1002/lapl.200810036).

Starodub S.S., Roshchupkin S.P. The beam ions interaction in the presence of two strong pulsed laser fields // Proceedings CAOL 2005. 2-nd International Conference on Advanced Optoelectronics and Lasers, September 12 - 17. - Vol.2. - Yalta, Crimea, Ukraine: 2005. - P.130-132.

Starodub S.S., Roshchupkin S.P. The coulomb repulsion compensation of the beam ions // Proceedings of LFNM 2004, 6th International Conference on Laser and Fiber-Optical Networks Modeling, 6 - 9 September. - Kharkov, Ukraine: 2004. - P.275-277.

Стародуб С.С., Рощупкин С.П. Эффект компенсации кулоновского отталкивания электронов в кроссовере в сильном импульсном лазерном поле // Сборник трудов XV -ой международной конференции по электростатическим ускорителям и пучковым технологиям, 25 - 27 ноября. - Обнинск, Россия: 2003. - С.175-179.

Roshchupkin S.P., Storizhko V.E., Denisenko O.I., Voroshilo A.I., Starodub S.S., Nedoreshta V.N., Bernd Sulkio-Cleff The influence of relativistic and quantum effects on the blur in projection lithography systems // Proceedings of LFNM 2003, 5th International Workshop on Laser and Fiber-optical Networks Modeling, 19 - 20 September. - Alushta, Crimea, Ukraine: 2003. - P.122-124.

Стародуб С.С. Взаимодействие нерелятивистских электронов в лазерном поле // Научно-техническая конференция преподавателей, сотрудников и студентов механико-математического факультета, 15 - 30 апреля. - Сумы: СУМГУ, 2003. - С.94-95.

Стародуб С.С. Взаимодействие нерелятивистских электронов в фемтосекундном импульсном лазерном поле // Научно-техническая конференция преподавателей, сотрудников и студентов механико-математического факультета, 15 - 26 апреля. - Сумы: СУМГУ, 2002. - С.90.

Стародуб С.С. Взаимодействие медленных электронов в импульсном лазерном поле // Научно-техническая конференция преподавателей, сотрудников и студентов механико-математического факультета, 16 - 22 апреля. - Сумы: СУМГУ, 2001. - С.139-140.

.Стародуб С.С., Рощупкин С.П. Взаимодействие медленных классических электронов в поле линейно поляризованной световой волны // Научно-техническая конференция преподавателей, сотрудников и студентов механико-математического факультета, 3 - 7 апреля. - Сумы: СУМГУ, 2000. - С.24-26.