Анотація до роботи:

Чацька В. О. Регулярна та хаотична динаміка електромагнітних хвиль і заряджених частинок у плазмовому та твердотільному середовищах. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата фізико-математичних наук за спеціальністю 01.04.03 – радіофізика. – Харківський національний університет імені В. Н. Каразіна, Харків, 2005.

Вивчено динамічне фокусування променів у неоднорідних середовищах та знайдено умови, за яких воно відбувається. Вивчено вплив просторових і часових флуктуацій густини плазми на плазмово-пучкову взаємодію. Отримано вираз для довжини, на якій можливе підсилення регулярного сигналу та обчислено час, за який флуктуації не встигають зруйнувати регулярний сигнал. Вивчено збудження власних хвиль необмеженого фериту зовнішнім низькочастотним шумовим полем. Показано, що наявність шуму приводить до параметричного збудження власних хвиль фериту. Вивчено аномальний вплив флуктуацій на динаміку заряджених частинок в умовах циклотронних резонансів.

В результаті дисертаційних досліджень отримані наступні основні результати.

1. Вивчено динамічне фокусування променів у хвилеведучих середовищах з різними типами неоднорідностей. Вперше показана можливість динамічного фокусування променів, яка аналогічна автофазуванню заряджених частинок у лінійних прискорювачах (автофазування Векслера – Мак-Мілана). При цьому навколо стаціонарної фази відбуваються регулярні коливання з експоненційно затухаючою амплітудою. Показано, що в загальному випадку наявність навіть слабкої монотонної неоднорідності може привести до фазового фокусування або дефокусування променів у визначеній фазі нелінійного резонансу.

2. Вивчено вплив просторових флуктуацій густини плазми на плазмово-пучкову взаємодію. Показано, що інкремент других моментів більш, ніж у два рази перевищує інкремент перших і отримано вираз для критичної довжини, на якій підсилення регулярного сигналу ще можливе. Показано, що наступні моменти ростуть швидше попередніх. Зростання других моментів означає, що зростають енергія та дисперсія коливань, що збуджуються пучком. Для плазми з флуктуаціями густини в часі вперше отримано максимальний час, за який флуктуації не встигають зруйнувати регулярний сигнал. Цей час обмежує максимальну величину збудженого пучком регулярного сигналу в резонаторі.

3. Досліджено вплив мультиплікативних флуктуацій на динаміку власних хвиль необмеженого фериту. Показано, що такий вплив приводить до розвитку параметричної нестійкості. Ця параметрична нестійкість, в свою чергу, приводить до того, що відбувається експоненційне розширення спектральних ліній власних коливань фериту і експоненційне зростання енергії цих коливань.

4. Вивчено вплив адитивних флуктуацій на динаміку заряджених частинок в умовах циклотронних резонансів. Вперше показано, що в умовах авторезонансу цей вплив виявляється аномально великим. Показано, що цей аномальний вплив обумовлений тим фактом, що в умовах авторезонансу лінії резонансів співпадають з інтегралами руху заряджених частинок. Визначені відстані та ширини нелінійних циклотронних резонансів. Показано, що при наближенні до умов авторезонансів ширини нелінійних резонансів і відстані між ними зростають, причому відстані між резонансами зростають швидше, ніж ширини резонансів. З цієї причини нелінійні резонанси перекритися не можуть, і стохастична нестійкість не розвивається. Тому в умовах, які наближаються до авторезонансу, навіть малі флуктуації можуть істотно змінити динаміку заряджених частинок. Це може проявитися в приладах, таких як лазери на авторезонансах і авторезонансні прискорювачі заряджених частинок, які розробляються в теперішній час.

Публікації автора:

1. Буц В. А., Чацкая В. А. Динамическая фокусировка лучей в волноведущих средах // ЖТФ. – 1995. – Т. 65, № 4. – С. 195–198.

2. Buts A. V., Chatskaya V. A., Tyrnov O. F. Influence of plasma density fluctuations on plasma–beam interaction // Вестник Харьковского университета. Радиофизика и электроника. – 1998. – № 405. – С. 96– 99.

3. Буц В. О., Чацька В. О. Аномальний вплив флуктуацій на динаміку заряджених частинок в умовах авторезонансу // Вестник Харьковского университета. Радиофизика и электроника. – 1998. – № 405. – С. 100–107.

4. Buts A. V., Chatskaya V. A., Tyrnov O. F. Beam instability caused by stochastic plasma density fluctuations // Вопросы атомной науки и техники. – 2000. – № 6. – С. 128–130.

5. Буц В. А., Чацкая В. А. Стохастическая неустойчивость собственных высокочастотных волн феррита // Электромагнитные волны и электронные системы. – 2002. – T. 7, №1. – С. 49–53.

6. Буц В. О., Чацька В. О. Збудження власних високочастотних хвиль в феритах стохастичною параметричною нестійкістю // Вісник Харківського національного університету імені В. Н. Каразіна. Радіофізика та електроніка. – 2002. – № 544. – С. 121–125.

7. Чацкая В. А. Влияние флуктуаций магнитного поля на динамику заряженных частиц // Вісник Харківського національного університету імені В. Н. Каразіна. Радіофізика та електроніка. – 2004. – № 646. – С. 208–213.

Результати дисертації додатково висвітлені в таких працях:

8. Buts V. A., Chatskaya V. A. An Anomalous Effect of Fluctuations on Charged Particle Dynamics under Autoresonance Conditions // Telecommunications and Radio Engineering. – 1999. – Vol. 53, № 2. – P. 68–71.

9. Buts A. V., Chatskaya V. A., Tyrnov O. F. Effect of Plasma Density Stochastic Temporal Variations on Plasma–Beam Interaction // Telecommunications and Radio Engineering. – 1999. – Vol. 53, № 4–5. – P. 88–94.

10. Buts V. A., Chatskaya V. A. Beams autophasing in waveguiding media // Proc. International Symp. ‘‘Physics and Engineering of Millimeter and Submillimeter Waves’’. – Kharkiv (Ukraine). – 1994. – Vol. 1. – P. 104–108.

11. Buts V. A., Chatskaya V. A, Tyrnov O. F. Dynamical ray focusing in inhomogeneous plasma // Annales Geophysicae. – Suppl. III to Vol. 16. – 1998. – P. C877.

12. Buts A. V., Chatskaya V. A., Tyrnov O. F. Influence of plasma density fluctuations on plasma–beam interaction // Annales Geophysicae. – Suppl. III to Vol. 16. – 1998. – P. C877.

13. Buts A. V., Chatskaya V. A., Tyrnov O. F. Beam instability caused by stochastic plasma density fluctuations // Proc. VIIIth Ukrainian Conference and School on Plasma Physics and Controlled Fusion. – Alushta (Ukraine). – 2000. – P. 129.

14. Buts V. A., Chatskaya V. A. Stochastic Instability of the High–Frequency Eigen Waves // Telecommunications and Radio Engineering. – 2002. – Vol. 58, № 7–8. – P. 12–17.