Розігрів електронів плазми при взаємодії потужної електромагнітної хвилі з плазмовим бар'єром

В даній роботі представлено результати комп’ютерного моделювання взаємодії потужного електромагнітного пучка з з шаром щільної плазми без зіткнень, проведеного в програмному пакеті PIConGPU. Досліджено процес підвищення енергії електронів фонової плазми. Було показано що дві групи електронів набувають дуже значних енергій: ті, що безпосередньо взаємодіють з падаючою хвилею, та ті, що виходять з області утвореного каналу в забар’єрну область. Відсутність помітного розігріву електронів в області утворення каналу свідчить про те, що основну роль в цьому процесі відіграє пондеромоторна сила зумовлена нерівномірністю електромагнітного поля падаючої хвилі. Також показано процес чисельного розсіювання плазмового бар’єру при проведенні моделювання в 2.5D геометрії. Досліджено вплив цього ефекту на процес утворення каналу при низькій амплітуді падаючої хвилі. Виявлено що навіть при амплітуді меншій в 10 раз, ніж у попередньому дослідженні, утворення каналу є можливим, а середня енергія електронів і іонів знижується на 2 порядки. Показано що моделювання в 3D геометрії дозволяє виявляти тонкі ефекти, такі як квазі-періодичне збурення густини та енергії електронів.

Ключові слова: ПЛАЗМА, ЕЛЕКТРОМАГНІТНИЙ ПРОМІНЬ, КОМП’ЮТЕРНЕ МОДЕЛЮВАННЯ, ПРОСВІТЛЕННЯ БАР’ЄРІВ, ПАКЕТ PICONGPU.

Михайленко Б. Р. Розігрів електронів плазми при взаємодії потужної електромагнітної хвилі з плазмовим бар'єром : кваліфікаційна магістерська робота : 105 Прикладна фізика та наноматеріали / Михайленко Богдан Романович. - Київ, 2023. - 20 с.