Հայաստանի ատենախոսությունների բաց մատչելիության պահոց = Open Access Repository of the Armenian Electronic Theses and Dissertations (Armenian ETD-OA) = Репозиторий диссертаций Армении открытого доступа

Լիցքավորված մասնիկների և մոդուլացված խտությամբ թանձրուկների օնդուլյատորային ճառագայթման առանձնահատկությունները

Շամամյան, Անահիտ Համլետի (2016) Լիցքավորված մասնիկների և մոդուլացված խտությամբ թանձրուկների օնդուլյատորային ճառագայթման առանձնահատկությունները. PhD thesis, Ա. Ի. Ալիխանյանի անվան ազգային գիտական լաբորատորիա (Երևանի Ֆիզիկայի Ինստիտուտ).

[img] PDF (Thesis)
Available under License Creative Commons Attribution.

Download (2818Kb)
    [img]
    Preview
    PDF (Abstract)
    Available under License Creative Commons Attribution.

    Download (850Kb) | Preview

      Abstract

      Различные типы 1излучений, возникающие при взаимодействии заряженных частиц высоких энергий с веществом и электромагнитными полями, представляют интерес как с чисто научной точки зрения, так и для получения интенсивных фотонных пучков, необходимых для практического применения (физика, медицина, генетика, биология и др.). Диссертационная работа посвящена актуальной проблеме выявления особенностей характеристик как спонтанного, так и когерентного ондуляторного излучения в различных областях частот: субмиллиметровой, ультрафиолетовой и рентгеновской. Идея использования излучения осциллирующих релятивистских электронов для генерации радиоволн релятивистскими электронами была предложена Гинзбургом [1]. В начале 50-х годов Мотцом [2] и, независимо Ландекером [3] были проведены экспериментальные исследования излучения, образованного при прохождении релятивистских электронов через внешнее пространственно-периодическое магнитное поле (ондулятор). Корхмазяном [4] была развита теория рентгеновского излучения, образованного в вакуумном ондуляторе, а совместно с Геворгяном [5] в ондуляторе, заполненном средой. Учет влияния поляризации среды на образование излучения приводит к важным физическим эффектам [6]. В начале 60-х годов, в результате численного моделирования процесса проникновения быстрых ионов в монокристалл, Робинсоном и Оуэном [7], и независимо, Билером и Беско [8], было замечено, что при определенных ориентациях кристалла длина пробега быстрых ионов в монокристалле аномально возрастает. Явление каналирования заряженных частиц в кристаллах было объяснено Линдхардом [9], заменой потенциалов отдельных атомов кристалла потенциалом, усредненным по их продольным координатам. Было определено критическое значение угла падения в кристалл, при котором еще может иметь место каналирование (угол Линдхарда). Кумахов [10] предсказал интенсивное спонтанное рентгеновское и гамма-излучение при каналировании. Рентгеновское излучение при каналировании было экспериментально наблюдено на линейном ускорителе в Стенфорде (SLAC) группой американских и советских физиков [11]. В кристаллических ондуляторах кроме излучения при каналировании, образуется также ондуляторное излучение [12].Теория этого излучения разработана в [13] без учета, а в [14] с учетом поляризации среды. В работе [15] исследованы особенности спонтанного и стимулированного излучения в кристаллических и нанотубныx ондуляторах. В работе [16] было показано, что асимметричность распределения сгустка приводит к частично когерентному излучению в области длин волн, намного меньших продольного размера сгустка. Это явление было подтверждено в экспериментальной работе [17]Ատենախոսությունն նվիրված է օնդուլյատորային սպոնտան և կոհերենտ ճառագայթման բնութագրերի առանձնահատկությունների բացահայտման արդիական խնդրին: Ատենախոսության ներածական մասում տրված են թեմայի արդիականությունը, աշխատանքի նպատակը, գիտական նորույթը, գիտական ու կիրառական նշանակությունը և աշխատանքի ներկայացումն ու հրապարակումները: Առաջին գլխում հետազոտվել են ռելյատիվիստիկ լիցքավորված մասնիկների սպոնտան ճառագայթման առանձնահատկությունները ձևավորված պարբերական և տարածական համակարգերում՝ միջնաշերտով օնդուլյատորում և շերտավոր բյուրեղային օնդուլյատորում: Երկրորդ գլխում հետազոտվել է լազերային բաբախող ալիքների (ԼԲԱ) հետ պլազմայի փոխազդեցության պրոցեսը, որի արդյունքում ի հայտ են գալիս տարբեր ոչ գծային երևույթներ: Դիէլեկտրիկ թափանցելիության թենզորի ստացված արտահայտությունը թույլ է տալիս հետազոտել պլազմայում տարածվող երկայնական և լայնական ալիքների սպեկտրները: Այս փոխազդեցության արդյունքում պլազմայի խտությունը մոդուլացվում է գծային օրենքով աճող ամպլիտուդայով: Ռելյատիվիստիկ էլեկտրոնների փնջի խտությունն ևս մոդուլացվում է ԼԲԱ-ի հետ փոխազդեցության արդյունքում: Այդպիսի փնջի ճառագայթումը կոհերենտ է կարճ ալիքների տիրույթում: Երրորդ գլխում դիտարկվել է բարձր էներգիայով լիցքավորված մասնիկների մոդուլացված խտությամբ փնջերի կոհերենտ ճառագայթման հնարավորությունները: Շարադրվել է ասիմետրիկ բաշխմամբ էլեկտրոնային փնջի մասնակի կոհերենտ ճառագայթման երևույթը կարճ ալիքային տիրույթում: Որոշվել են լիցքավորված մասնիկների մոդուլացված խտությամբ փնջերի կոհերենտ ճառագայթման ինտենսիվության հաճախային և անկյունային բաշխվածությունները՝ ձևավորված սովորական և բյուրեղային օնդուլյատորներում: Ատենախոսական աշխատանքում ստացված հիմնական արդյունքներն են՝ Որոշվել է միջնաշերտով օնդուլյատորում ձևավորված ռելյատիվիստիկ էլեկտրոնի ճառագայթման դաշտը: Ստացվել է ճառագայթված ֆոտոնների անկյունահաճախային դաշտը: Ցույց է տրվել, որ զրո անկյան տակ սպոնտան ճառագայթման գծի լայնությունը նեղանում է: Հետազոտվել են միաբյուրեղներից կազմված համակարգում ուղղորդված պոզիտրոնների օնդուլյատորային ճառագայթման բնութագրերը: Բացահայտվել են այն պայմաններն, որոնց դեպքում պարբերական համակարգերում տեղի ունի ճառագայթման դաշտերի կոնստրուկտիվ ինտերֆերենցիա, որի բնութագրիչը շերտերի որոշակի արժեքի դեպքում ունի մեծագույն արժեք: Այս արդյունքն կարևոր է ազատ էլեկտրոններով լազերի արդյունավետության բարձրացման տեսանկյունից: The thesis is devoted to the actual problem of identifying features of the characteristics of both spontaneous and coherent undulator radiation in different frequency regions: sub-millimeter, ultraviolet and X-ray. In the Introduction the actuality of the problem, objective of the work, scientific novelty, scientific and practical applications of the results as well as the presentation of the results are given briefly. The first chapter is devoted to the researching peculiarities of spontaneous undulator radiation formed by relativistic particles in a spatially periodic structures, namely, in the spiral undulator separated by a gap and in the crystalline undulator consisting of a set of individual single crystals curved along arcs of a circle. The second chapter is devoted to the study of plasma interaction process with the laser beat waves (LBW). Different nonlinear processes in plasma are appear as a result of the interaction with LBW. The resulting expression for the dielectric permittivity tensor allows to the study spectra of longitudinal and transverse waves propagating in the plasma. This interaction leads to the modulation of plasma density with the linearly increasing amplitude. Density of the relativistic electron beam is also modulated by the interaction with LBW. The radiation of beam with modulated density is coherent in the short-wavelength region. In the third chapter the spontaneous and stimulated radiation of particles produced in crystalline and nanotube undulators is investigated taking into account the influence of the medium polarization as well as the parameters of the particle beam and undulators. As the numerical calculations show the intensity of such radiation exceeds the intensity of usual undulator and and channeling radiation in X-ray region. The folloouing results are obtained in the dessertation. The radiation field which formed by the relativistic electrons in a system consisting of two helical undulators separated by a interval is defined. The spectral and angular distribution of emitted photons is obtained. It is shown that a zero angle shape of the spontaneous emission line narrows. The characteristics of the undulator radiation in the channeling of positrons in the crystalline undulator consisting of a set of curved along a circular arc single crystals spaced by intervals are reseived. The conditions, under which in the investigated periodic structures occurs the constructive interference of radiation fields from different parts of periodic structures are revealed. The factor of constructive interference has a maximum at a certain value of the gap length between the single crystals. This result is important for the study of the efficiency of a free electron laser.

      Item Type: Thesis (PhD)
      Additional Information: Լիցքավորված մասնիկների և մոդուլացված խտությամբ թանձրուկների օնդուլյատորային ճառագայթման առանձնահատկությունները: Peculiarities of the undulator radiation of charged particles and beams with modulated density.
      Uncontrolled Keywords: Շամամյան Անահիտ Համլետի, Shamamyan Anahit
      Subjects: Physics
      Divisions: UNSPECIFIED
      Depositing User: NLA Circ. Dpt.
      Date Deposited: 25 Oct 2016 11:12
      Last Modified: 26 Oct 2016 10:34
      URI: http://etd.asj-oa.am/id/eprint/3679

      Actions (login required)

      View Item