Интенсивное пучково-плазменное взаимодействие как источник субмиллиметрового излучения

Представлены результаты экспериментальных и теоретических исследований спектрального состава и поляризации субмиллиметрового излучения, генерируемого в плотной (10¹⁴–10¹⁵ см^–3) замагниченной плазме при релаксации в ней мощного (~10¹⁰ Вт) пучка релятивистских (~10⁶ эВ) электронов. Регистрация и анализ спектрального состава и поляризации эмитируемого плазмой излучения проведен в области частот (0,1–0,5 ТГц), что соответствует частоте электронных плазменных колебаний и ее удвоенной величине. Зарегистрированные потоки излучения, выходящие перпендикулярно к оси пучково-плазменной системы и вдоль нее, соответствуют теоретическим представлениям о накачке пучком в плазме верхнегибридных колебаний, которые в дальнейшем трансформируются в электромагнитное излучение. Эта трансформация реализуется главным образом двумя путями: через прямую конверсию плазменных колебаний на мелкомасштабных градиентах плотности плазмы и через слияние плазменных волн в электромагнитные в условиях высокого уровня турбулентности. Количественные оценки в рамках теоретического описания неплохо совпадают с результатами экспериментов.

Ключевые слова:
релаксация электронного пучка в плазме, сильная ленгмюровская турбулентность, рассеяние плазменных волн, генерация излучения в плазме, поляризация излучения
Благодарности:
Статья подготовлена в рамках выполнения работ по соглашению № 14-12-00610 с Российским научным фондом на выполнение проекта «Эксперименты с новыми схемами генерации субмиллиметрового излучения при нелинейных процессах в системе релятивистский электронный пучок-плазма» 
Авторы выражают искреннюю благодарность всем коллегам, с которыми были выполнены исследования, нашедшие отражение в тексте этой статьи
УДК 533.9.01

Интенсивное пучково-плазменное взаимодействие как источник субмиллиметрового излучения