Численное исследование взаимодействия трубчатого пучка заряженных частиц с диэлектрическим цилиндром
Аверков Ю.О., Прокопенко Ю.В., Яковенко В.М.

Поступила в редакцию: 4 Июля 2019

DOI: 10.31857/S0044451020050119

PDF (326.7K)

Теоретически исследован эффект нелинейной стабилизации неустойчивости трубчатого электронного пучка при его движении вдоль поверхности твердотельного диэлектрического цилиндра. Предполагалось, что пучок нерелятивистский, в радиальном направлении является бесконечно тонким и движется вдоль поверхности цилиндра параллельно силовым линиям внешнего постоянного магнитного поля, препятствующего поперечным движениям электронов пучка. Методом медленно изменяющихся во времени амплитуд и фаз исследован механизм нелинейной стабилизации азимутально-симметричных электромагнитных волн E-типа с различными значениями радиальных модовых индексов. Физической причиной возбуждения таких волн является резонанс Вавилова-Черенкова, а в основе механизма нелинейной стабилизации лежит эффект захвата частиц пучка полем возбуждаемой волны. Показано, что с увеличением радиального модового индекса возбуждаемой волны время насыщения неустойчивости, максимальные значения и «период» осцилляций амплитуд на нелинейной стадии насыщения неустойчивости уменьшаются. Показано, что на нелинейной стадии неустойчивости возбуждаемые пучком волны имеют эллиптическую поляризацию. При этом в области вакуума направления вращения векторов электрических полей E₀₁- и E₀₂-волн оказываются противоположными.