Цикл работ.

Название.

Генерация потоков быстрых частиц электромагнитными волнами в космической плазме.

Цикл работ, включающий статьи :

1) N.S.Erokhin, N.N.Zolnikova, P.P.Grinevich, L.A.Mikhailovskaya. Generation of fast particle fluxes by finite amplitude electromagnetic waves in space plasma. // Problems of Atomic Science and Technology, серия ²Плазменная электроника², 2006, No 5, P.152-156.

2) Н.С.Ерохин, Е.В.Филонова, Н.Н.Ерохин. Об условиях захвата заряженных частиц в режим неограниченого серфотронного ускорения. - Сборник научных трудов ²Научная сессия МИФИ-2006², Москва, МИФИ, 2006, т.7, с. 36-37.

Авторы.

П.П.Гриневич, Н.С.Ерохин, Н.Н.Ерохин, Н.Н.Зольникова, Л.А.Михайловская, Е.В.Филонова.

Из них сотрудники ИКИ РАН.

Н.С.Ерохин, Н.Н.Зольникова, Л.А.Михайловская,

Аннотация.

Выполнен анализ механизмов генерации потоков быстрых (сверхтепловых) частиц при взаимодействии зарядов с волнами конечной амплитуды в космической плазме при существенной роли нелинейной динамики частиц в эффективных потенциальных ямах волн. Аналитически и численно рассмотрена динамика захвата и серфотронного ускорения заряженных частиц электромагнитной волной конечной амплитуды, распространяющейся в плазме поперек внешнего магнитного поля, с учетом поперечной компоненты волнового поля. Для фиксированных значений фазовой скорости расчетами определены области параметров задачи (начальные данные частицы, величина внешнего магнитного поля, фаза волны на траектории заряда), в которых происходит захват заряда в режим ультрарелятивистского ускорения. Получена сложная, многосвязная структура этих областей, в частности, может существовать несколько островов захвата частиц в режим сильного ускорения. Данная структура обусловлена сложным профилем эффективного потенциала в нелинейном нестационарном уравнении для фазы волны на траектории ускоряемого заряда. Исследована временная динамика компонент импульса и скорости ускоряемой частицы, получены асимптотики параметров ускорения.

В случае плазмы без внешнего магнитного поля изучено ускорение зарядов пакетом электростатических волн малой, но конечной амплитуды. Определен оптимальный набор параметров волнового пакета, необходимый для реализации каскадного процесса ускорения частиц при выполнении условий основного параметрического резонанса во взаимодействии волна-частица. Процесс ускорения связан с последовательными перескоками частиц из одной потенциальной ямы в другую, движущуюся с большей фазовой скоростью. Рассмотрена зависимость ускорения от распределения фаз мод в волновом пакете.

Рассмотренная задача относится к числу актуальных задач физики космической плазмы, в частности, она представляет большой интерес для проблемы генерации космических лучей в астрофизике и для обьяснения возникновения потоков сверхтепловых частиц, наблюдаемых в околоземном пространстве.

Направление.

Фундаментальные результаты в области теоретической и математической физики

Номинация.

Лучшая научная работа Института.