Релятивістські лазер-плазма взаємодії. Солітони, що рухаються в каналах плазми, і кінетичне дисперсійне співвідношення для черенковського випромінювання
DOI:
https://doi.org/10.15407/ujpe62.12.1017Ключові слова:
плазмові канали, солітони, релятивістська плазма, випромінювання ЧеренковаАнотація
Вивчено поширення iнтенсивного лазерного пучка в плазмовому каналi. Розглянуто поширення гаусового лазерного iмпульсу в релятивiстському плазмовому каналi з параболiчним профiлем густини. Рiвняння еволюцiї для розмiру лазерної плями отримано аналiтично i вирiшено чисельно. Його рiшення в термiнах релятивiстського ефективного потенцiалу застосованi для знаходження умов iснування електромагнiтних солiтонiв. Визначальне рiвняння описує ефекти релятивiстських поправок до пондеромоторних самоканалiруванню, фокусуванню i самофокусуванню попередньо створеного каналу. Дано кiлькiсний опис деяких солiтонних рiшень. Знайдено релятивiстськi поправки до закону дисперсiї черенковського випромiнювання в запиленiй плазмi. У межах малих швидкостей усi результати роботи переходять до вiдповiдних нерелятивiстських виразiв.
Посилання
<li>D. Farina, S.V. Bulanov. Slow electromagnetic solitons in electron-ion plasmas. Plasma Phys. Rep. 27, 641 (2001).
<a href="https://doi.org/10.1134/1.1390536">https://doi.org/10.1134/1.1390536</a>
</li>
<li>B. Shen, M.Y. Yu. High-intensity laser-field amplification between two foils. Phys. Rev. Lett. 89, 275004 (2002).
<a href="https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.89.275004">https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.89.275004</a>
</li>
<li>S.V. Bulanov, T. Esirkepov, T. Tajima. Light intensification towards the Schwinger limit. Phys. Rev. Lett. 91, 085001 (2003).
<a href="https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.91.085001">https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.91.085001</a>
</li>
<li>E. Heidari, M. Aslaninejad. Relativistic electron-cyclotron waves in a hot plasma channel with a parabolic density profile. Acta Phys. Polon. A 123, 285 (2013).
<a href="https://doi.org/10.12693/APhysPolA.123.285">https://doi.org/10.12693/APhysPolA.123.285</a>
</li>
<li>R. Malik, K.H. Malik. Compressive solitons in a moving ep plasma under the effect of dust grains and an external magnetic field. J. Theor. Appl. Phys. 7, 65 (2013).
<a href="https://doi.org/10.1186/2251-7235-7-65">https://doi.org/10.1186/2251-7235-7-65</a>
</li>
<li>V.V. Kulish et al. Nonlinear theory of plasma-beam superheterodyne free electron laser of dopplertron type with nonaxial injection of electron beam. Acta Phys. Polon. A 126, 1263 (2014).
<a href="https://doi.org/10.12693/APhysPolA.126.1263">https://doi.org/10.12693/APhysPolA.126.1263</a>
</li>
<li>M. Mahmoodi-Drian. The effect of external magnetic field on the density distributions and electromagnetic fields in the interaction of high-intensity short laser pulse with collisionless underdense plasma. J. Theor. Appl. Phys. 10, 33 (2016).
<a href="https://doi.org/10.1007/s40094-015-0198-0">https://doi.org/10.1007/s40094-015-0198-0</a>
</li>
<li>E. Heidari, M. Aslaninejad, H. Eshraghi. Electron trapping in the electrosound solitary wave for propagation of high intensity laser in a relativistic plasma. Plasma Phys. Control. Fusion 52, 075010 (2010).
<a href="https://doi.org/10.1088/0741-3335/52/7/075010">https://doi.org/10.1088/0741-3335/52/7/075010</a>
</li>
<li>R.A. Cairns, A. Reitsma, R. Bingham. Envelope equations and conservation laws describing wakefield generation and electron acceleration. Phys. Plasmas 11, 766 (2004).
<a href="https://doi.org/10.1063/1.1638753">https://doi.org/10.1063/1.1638753</a>
</li>
<li> R. Bingham. Accelerator physics: In the wake of success. Nature 424, 258 (2003).
<a href="https://doi.org/10.1038/424258a">https://doi.org/10.1038/424258a</a>
</li>
<li> B. Hafizi, A. Ting, P. Sprangle, R.F. Hubbard. Relativistic focusing and ponderomotive channeling of intense laser beams. Phys. Rev. E 62, 4120 (2000).
<a href="https://doi.org/10.1103/PhysRevE.62.4120">https://doi.org/10.1103/PhysRevE.62.4120</a>
</li>
<li> C.E. Max, J. Arons, A.B. Langdon. Self-modulation and self-focusing of electromagnetic waves in plasmas. Phys. Rev. Lett. 33, 209 (1974).
<a href="https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.33.209">https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.33.209</a>
</li>
<li> P.W. Wachulak, A. Bartnik, H. Fiedorowicz, J. Kostecki. Nanometer-scale incoherent imaging using laser-plasma EUV source. Acta Phys. Polon. A 121, 450 (2012).
<a href="https://doi.org/10.12693/APhysPolA.121.450">https://doi.org/10.12693/APhysPolA.121.450</a>
</li>
<li> T. Mohsenpour. Nonlinear study of an ion-channel guiding free-electron laser. J. Theor. Appl. Phys. 8, 128 (2014).
<a href="https://doi.org/10.1007/s40094-014-0128-6">https://doi.org/10.1007/s40094-014-0128-6</a>
</li>
<li> E. Heidari, M. Aslaninejad, H. Eshraghi, L. Rajaee. Standing electromagnetic solitons in hot ultra-relativistic electron-positron plasmas. Phys. Plasmas 21, 032305 (2014).
<a href="https://doi.org/10.1063/1.4868729">https://doi.org/10.1063/1.4868729</a>
</li>
<li> S. Zhang, B.S. Xie, X.R. Hong, H.C. Wu, X.Y. Zhao. Approaches for high internal quantum efficiency green InGaN light-emitting diodes with large overlap quantum well. Phys. Plasmas 18, 033104-1 (2011).
<a href="https://doi.org/10.1063/1.3561802">https://doi.org/10.1063/1.3561802</a>
</li>
<li> B. Shen, M.Y. Yu, X. Wang. Photon-photon scattering in a plasma channel. Phys. Plasmas 10, 4570 (2003).
<a href="https://doi.org/10.1063/1.1618772">https://doi.org/10.1063/1.1618772</a>
</li>
<li> M.Y. Yu, P.K. Shukla, N.L. Tsintsadze. Nonlinear interaction of a powerful laser with an electron plasma. Phys. Fluids 25, 1049 (1982).
<a href="https://doi.org/10.1063/1.863836">https://doi.org/10.1063/1.863836</a>
</li>
<li> B. Eliasson, P.K. Shukla. Formation and dynamics of relativistic electromagnetic solitons in plasmas containing high-and low-energy electron components. JETP Lett. 83, 447 (2006).
<a href="https://doi.org/10.1134/S0021364006100055">https://doi.org/10.1134/S0021364006100055</a>
</li>
<li> D. Alontseva, A. Krasavin, A. Pogrebnjak, A. Russakova. The comparative study of the structure and phase composition of Ni-based coatings modified by plasma jet or electron beam. Acta Phys. Polon. A 123, 867 (2013).
<a href="https://doi.org/10.12693/APhysPolA.123.867">https://doi.org/10.12693/APhysPolA.123.867</a>
</li>
<li> M.N. Shaikh, B. Zamir, R. Ali. TE surface waves in a plasma sandwich structure. Acta Phys. Polon. A 127, 1625 (2015).
<a href="https://doi.org/10.12693/APhysPolA.127.1625">https://doi.org/10.12693/APhysPolA.127.1625</a>
</li>
<li> W. Lu, C. Huang, M. Zhou, W.B. Mori, T. Katsouleas. Nonlinear theory for relativistic plasma wakefields in the blowout regime. Phys. Rev. Lett. 96, 165002 (2006).
<a href="https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.96.165002">https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.96.165002</a>
</li>
<li> A.A. El-Bendary, W.F. El-Taibany, Kh.H. El-Shorbagy. Cherenkov radiation waves in inhomogeneous dusty plasma. Phys. Wave Phenom. 21, 226 (2013).
<a href="https://doi.org/10.3103/S1541308X13030096">https://doi.org/10.3103/S1541308X13030096</a></li>
</ol>
Downloads
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Ліцензійний Договір
на використання Твору
м. Київ, Україна
Відповідальний автор та співавтори (надалі іменовані як Автор(и)) статті, яку він (вони) подають до Українського фізичного журналу, (надалі іменована як Твір) з одного боку та Інститут теоретичної фізики імені М.М. Боголюбова НАН України в особі директора (надалі – Видавець) з іншого боку уклали даний Договір про таке:
1. Предмет договору.
Автор(и) надає(ють) Видавцю безоплатно невиключні права на використання Твору (наукового, технічного або іншого характеру) на умовах, визначених цим Договором.
2. Способи використання Твору.
2.1. Автор(и) надає(ють) Видавцю право на використання Твору таким чином:
2.1.1. Використовувати Твір шляхом його видання в Українському фізичному журналі (далі – Видання) мовою оригіналу та в перекладі на англійську (погоджений Автором(ами) і Видавцем примірник Твору, прийнятого до друку, є невід’ємною частиною Ліцензійного договору).
2.1.2. Переробляти, адаптувати або іншим чином змінювати Твір за погодженням з Автором(ами).
2.1.3. Перекладати Твір у випадку, коли Твір викладений іншою мовою, ніж мова, якою передбачена публікація у Виданні.
2.2. Якщо Автор(и) виявить(лять) бажання використовувати Твір в інший спосіб, як то публікувати перекладену версію Твору (окрім випадку, зазначеного в п. 2.1.3 цього Договору); розміщувати повністю або частково в мережі Інтернет; публікувати Твір в інших, у тому числі іноземних, виданнях; включати Твір як складову частину інших збірників, антологій, енциклопедій тощо, то Автор(и) мають отримати на це письмовий дозвіл від Видавця.
3. Територія використання.
Автор(и) надає(ють) Видавцю право на використання Твору способами, зазначеними у п.п. 2.1.1–2.1.3 цього Договору, на території України, а також право на розповсюдження Твору як невід’ємної складової частини Видання на території України та інших країн шляхом передплати, продажу та безоплатної передачі третій стороні.
4. Строк, на який надаються права.
4.1. Договір є чинним з дати підписання та діє протягом усього часу функціонування Видання.
5. Застереження.
5.1. Автор(и) заявляє(ють), що:
– він/вона є автором (співавтором) Твору;
– авторські права на даний Твір не передані іншій стороні;
– даний Твір не був раніше опублікований і не буде опублікований у будь-якому іншому виданні до публікації його Видавцем (див. також п. 2.2);
– Автор(и) не порушив(ли) права інтелектуальної власності інших осіб. Якщо у Творі наведені матеріали інших осіб за виключенням випадків цитування в обсязі, виправданому науковим, інформаційним або критичним характером Твору, використання таких матеріалів здійснене Автором(ами) з дотриманням норм міжнародного законодавства і законодавства України.
6. Реквізити і підписи сторін.
Видавець: Інститут теоретичної фізики імені М.М. Боголюбова НАН України.
Адреса: м. Київ, вул. Метрологічна 14-б.
Автор: Електронний підпис від імені та за погодження всіх співавторів.
.png){kind=small}
