Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Tăng tốc electron theo chu kỳ bằng năng lượng tương đối trong một bẫy gương nhờ trường vi sóng
Tóm tắt
Kết quả của các thí nghiệm về sự tăng tốc electron nhờ trường vi sóng 2.45-GHz trong một bẫy gương điều hòa adiabatic dưới các điều kiện cộng hưởng chu kỳ electron đã được trình bày, trong đó các vectơ điện và sóng của sóng vuông góc với trục của bẫy. Tại trường điện vi sóng ≥10 V/cm và áp suất không khí từ 10−6 đến 10−4 Torr (các thí nghiệm cũng được thực hiện với heli và argon), một phóng điện tự duy trì đã được khởi tạo, trong đó một phần electron plasma được tăng tốc lên năng lượng 0.3–0.5 MeV. Sau khi xảy ra sự không ổn định, quá trình tăng tốc đã chấm dứt; plasma phân hủy; và các electron được tăng tốc đã trốn thoát về phía tường buồng, gây ra sự phát xạ tia X. Các ước tính cho thấy electron có thể được tăng tốc tới các năng lượng trên chỉ trong chế độ tương tác tự pha với trường vi sóng, với điều kiện là các electron có khối lượng tăng tương đối xâm nhập vào khu vực có trường từ mạnh hơn. Đã chỉ ra rằng sự không ổn định khối lượng âm cũng có thể góp phần vào việc tăng tốc electron. Ma sát động của các electron nhanh với các hạt trung tính trong không gian trôi dạt giữa các vùng cộng hưởng không làm giảm việc tăng tốc electron, vì vậy các electron chuyển sang chế độ chạy trốn. Vì các phân tử không khí được kích thích bởi tên lửa electron tương đối phát ra chủ yếu ở vùng quang phổ màu đỏ, thí nghiệm này có thể được coi như một mô hình của các phóng điện khí quyển trên cao, được biết đến với tên gọi "những đốm đỏ".
Từ khóa
#tăng tốc electron #trường vi sóng #cộng hưởng chu kỳ electron #bẫy gương #phóng điện tự duy trì #tia X #electron năng lượng tương đối #không khí #hạt trung tính #quang phổ màu đỏTài liệu tham khảo
M. S. Ioffe and B. B. Kadomtsev, Usp. Fiz. Nauk 100, 601 (1970) [Sov. Phys. Usp. 13, 225 (1970)].
A. V. Timofeev, in Reviews of Plasma Physics, Ed. by B. B. Kadomtsev (Énergoatomizdat, Moscow, 1985; Consultants Bureau, New York, 1987), Vol. 14.
A. V. Zvonkov and A. V. Timofeev, Fiz. Plazmy 12, 413 (1986) [Sov. J. Plasma Phys. 12, 238 (1986)].
V. A. Zhil’tsov, A. A. Skovoroda, A. V. Timofeev, et al., Fiz. Plazmy 17, 771 (1991) [Sov. J. Plasma Phys. 17, 447 (1991)].
V. A. Zhil’tsov, A. Yu. Kuyanov, A. A. Skovoroda, and A. V. Timofeev, Fiz. Plazmy 20, 267 (1994) [Plasma Phys. Rep. 20, 242 (1994)].
S. V. Golubev, E. V. Suvorov, V. E. Semenov, and M. D. Tokman, in Proceedings of the 2nd International Workshop on Strong Microwaves in Plasmas, Nizhni Novgorod, 1994, Vol. 1, p. 347.
A. V. Gurevich, G. M. Milikh, and R. Roussel-Dupre, Phys. Lett. A 165, 463 (1992).
K. F. Sergeichev and I. A. Sychev, Geomagn. Aéron. 42, 550 (2002).
A. D. MacDonald, Microwave Breakdoun in Gases (Wiley, New York, 1966; Inostrannaya Literatura, Moscow, 1960).
V. D. Dougar-Jabon, D. V. Reznikov, and R. Mayorga Santos, in Proceedings of the 20th International Conference on Phenomena in Ionized Gases, Piza, 1991, p. 1065.
V. D. Dougar-Jabon, Physica Scr. 69, 313 (2004).
K. S. Golovanivsky and V. D. Dougar-Jabon, US Patent Nos. 5 323 442 (October 11, 1994), 5,355, 399 (October 11, 1994), and 5,461,656 (October 24, 1995).
V. E. Golant, V. E. Golant, Microwave Methods for Plasma Investigations (Nauka, Moscow, 1968) [in Russian].
M. A. Heald and C. B. Wharton, Plasma Diagnostics with Microwaves (Wiley, New York, 1965; Atomizdat, Moscow, 1968).
L. N. Rozanov, Vacuum Technology (Vysshaya Shkola, Moscow, 1990) [in Russian].
D. Bohm, The Characterictics of Electrical Discharge in Magnetic Fields (Wakerling, New York, 1949).
J. M. Dawson, H. C. Kim, D. Arnush, et al., Phys. Rev. Lett. 37, 1547 (1976).
G. Gibson, W. Jordan, and E. Lauer, Phys. Fluids 6, 116 (1963).
S. N. Rodionov, At. Énerg. 6, 623 (1959).
V. I. Arnol’d, Usp. Mat. Nauk 18, 91 (1963).
A. N. Dubinina and L. S. Krasitskaya, Pis’ma Zh. Eksp. Teor. Fiz. 5, 230 (1967) [JETP Lett. 5, 184 (1967)].
W. Ard, R. Dandl, A. England, et al., in Proceedings of the 2nd International Conference on Plasma Physics and Controlled Nuclear Fusion Research, Culham, 1965 (IAEA, Vienna, 1966), Vol. 2, p. 153.
L. Smullin and W. Getty, in Proceedings of the 2nd International Conference on Plasma Physics and Controlled Nuclear Fusion Research, Culham, 1965 (IAEA, Vienna, 1966), Vol. 2, p. 815.
D. Rose and M. Clark, Plasmas and Controlled Fusion (MIT Press, Cambridge, MA, 1961; Atomizdat, Moscow, 1963).
J. D. Jackson, Classical Electrodynamics (Wiley, New York, 1975; Inostrannaya Literatura, Moscow, 1965).
M. Brambilla, Plasma Phys. 10, 359 (1968).
C. Nielsen and A. M. Sessler, Rev. Sci. Instrum. 30, 80 (1959).
A. A. Kolomenskiĭ and A. N. Lebedev, At. Énerg. 7, 549 (1959).
H. Postma, J. L. Dunlap, R. A. Dory, et al., Phys. Rev. Lett. 16, 265 (1966).
B. B. Kadomtsev and O. P. Pogutse, in Proceedings of the 3rd International Conference on Plasma Physics and Controlled Nuclear Fusion Research, Novosibirsk, 1968 (IAEA, Vienna, 1969), Vol. 2, p. 125.
Yu. V. Gott, M. S. Ioffe, and E. E. Yushmanov, in Proceedings of the 2nd International Conference on Plasma Physics and Controlled Nuclear Fusion Research, Culham, 1965 (IAEA, Vienna, 1966), Vol. 1, p. 35.
Yu. T. Baĭborodov, M. S. Ioffe, R. I. Sobolev, and E. E. Yushmanov, Pis’ma Zh. Éksp. Teor. Fiz. 3, 92 (1965) [JETP Lett. 3, 58 (1966)].
Yu. T. Baĭborodov, Yu. V. Gott, M. S. Ioffe, and E. E. Yushmanov, Zh Éksp. Teor. Fiz. 53, 513 (1967) [Sov. Phys. JETP 26, 336 (1968)].
J. F. Clarke, G. G. Kelley, J. F. Lyon, and R. F. Stratton, in Proceedings of the 3rd International Conference on Plasma Physics and Controlled Nuclear Fusion Research, Novosibirsk, 1968 (IAEA, Vienna, 1969), Vol. 2, p. 291.
V. I. Pistunovich and A. V. Timofeev, in Reviews of Plasma Physics, Ed. by M. A. Leontovich (Atomizdat, Moscow, 1967; Consultants Bureau, New York, 1970), Vol. 5.
A. V. Gaponov, Zh. Éksp. Teor. Fiz. 39, 326 (1960) [Sov. Phys. JETP 12, 232 (1960)].
A. V. Gaponov and V. K. Yulpatov, Radiotekh. Élektron. (Moscow) 12, 627 (1966).
V. V. Bogdanov, M. V. Kuzelev, and A. A. Rukhadze, Fiz. Plazmy 10, 548 (1984) [Sov. J. Plasma Phys. 10, 319 (1984)].