Свистовые и альфвеновские циклотронные мазеры в космосе Svistovye i alʹfvenovskie t︠s︡iklotronnye mazery v kosmose

Титульный лист (англ)......Page 2 Титульный лист (рус)......Page 3 Аннотация......Page 4 Оглавление......Page 5 Предисловие ......Page 9 Предисловие редактора перевода ......Page 11 Глава 1. Введение ......Page 12 2.1. Атрибуты ЦМ. Магнитное поле Земли в космическом пространстве ......Page 21 2.2. Движение заряженных частиц в ЦМ ......Page 23 2.3. Функция распределения ......Page 28 2.4. Электромагнитные волны в магнитоактивной плазме ......Page 30 2.5. Собственные волновые моды ЦМ. Свойства отражающих зеркал в ЦМ ......Page 36 2.6. Общие уравнения теории ЦМ ......Page 41 2.7. Выводы ......Page 45 3.1. Дисперсионное уравнение свистовых и альфвеновских волн с учетом добавки горячей плазмы ......Page 46 3.2. Инкремент для плавного распределения частиц по скоростям ......Page 48 3.3. Функции распределения с особенностями вида ступеньки и дельта-функции. Гидродинамическая неустойчивость ......Page 50 3.4. ЦН в неоднородном магнитном поле. Усиление волн ......Page 55 3.5. Усиление для функции распределения со ступенькой ......Page 60 3.6. Выводы ......Page 62 Глава 4. Режим лампы обратной волны в циклотронных мазерах ......Page 63 4.1. Физический механизм режима ЛОВ. Абсолютная неустойчивость в пространственно ограниченной области ......Page 64 4.2. Режим ЛОВ для функции распределения заряженных частиц со ступенькой ......Page 66 4.3. Режим ЛОВ для винтового пучка заряженных частиц с малым разбросом по скоростям ......Page 68 4.4. Роль неоднородности магнитного поля ......Page 72 4.5. Выводы ......Page 73 Глава 5. Нелинейное взаимодействие волна-частица для квазимонохроматической волны ......Page 74 5.1. Движение заряженных частиц в поле заданной волны. Анализ фазового пространства ......Page 75 5.2. Деформация функции распределения ......Page 78 5.3. Нелинейный инкремент ......Page 80 5.4. Сателлитная неустойчивость ......Page 82 5.5. Самосогласованные эффекты для больших (бесконечных) систем ......Page 87 5.6. Ограниченные системы. Режим генерации ЛОВ ......Page 89 5.7. Выводы ......Page 94 Приложение. Свойства эллиптических интегралов и эллиптических функций Якоби ......Page 95 Глава 6. Нелинейное взаимодействие квазимонохроматических свистовых волн с гирорезонансными электронами в неоднородной плазме ......Page 98 6.1. Траектории частиц в поле волны постоянной частоты и постоянной амплитуды ......Page 99 6.2. Ускорение электронов пакетом свистовых волн постоянной частоты ......Page 105 6.3. Ускорение электронов пакетом свистовых волн с изменяющейся частотой ......Page 110 6.4. Ускорение электронов свистом, возбуждаемым при молниевом разряде ......Page 112 6.5. Функция распределения электронного пучка после взаимодействия со свистовой волной постоянной частоты ......Page 115 6.6. Фазовая бунчировка электронного пучка. Антенный эффект ......Page 119 6.7. Выводы ......Page 124 Глава 7. Усиление волновых пакетов в неоднородной плазме ......Page 126 7.1. Генерация волнового пакета пучком с распределением в виде ступеньки. Количественная формулировка задачи ......Page 127 7.2. Общая формула для усиления ......Page 131 7.3. Эффекты циклотронного резонанса второго порядка ......Page 132 7.4. Случай пучка с распределением в виде дельта-функции ......Page 135 7.5. Пример линейного изменения внешнего магнитного поля ......Page 137 7.6. Выводы ......Page 140 Глава 8. Квазилинейная теория циклотронных мазеров ......Page 142 8.1. Переход к режиму генерации шумовых излучений. Уравнение переноса энергии ......Page 143 8.2. Вывод квазилинейного уравнения для функции распределения ......Page 145 8.3. Упрощения квазилинейных уравнений для циклотронных мазеров ......Page 150 8.4. Режимы питч-угловой диффузии ......Page 154 8.5. Случай произвольного отношения w/wb ......Page 159 8.6. Выводы ......Page 163 Глава 9. Нестационарные режимы генерации и эффекты модуляции в циклотронных мазерах ......Page 164 9.1. Балансное приближение в квазилинейных уравнениях. Двухуровневое приближение 9.1.1. Эволюция ЦН с заданными начальными условиями (170). 9.1.2. Релаксационные колебания параметров радиационных поясов (170). 9.1.3. Модуляция ЦН гидромагнитными волнами (174). ......Page 165 9.2. Автомодуляция волн в циклотронных мазерах 9.2.1. Модуляционная неустойчивость, связанная с магнитозвуко-выми волнами (176). 9.2.2. Модуляционная неустойчивость, связанная с альфвеновскими волнами (180). 9.2.3. Автомодуляционный режим в альфвеновском свип-мазере (188). ......Page 175 9.3. Результаты численных расчетов 9.3.1. Случай потерь вследствие высыпаний (196). 9.3.2. Потери из-за дрейфа (198). ......Page 193 9.4. Деформация функции распределения в процессе нестационарной квазилинейной релаксации ......Page 206 9.5. Пассивная синхронизация мод в ЦМ 9.5.1. Синхронизация мод вследствие нелинейности Г (217). 9.5.2. Синхронизация мод вследствие нелинейности коэффициента отражения R (219). ......Page 214 9.6. Выводы ......Page 223 10.1. Формирование радиационных поясов в спокойных и слабовозмущенных геомагнитных условиях ......Page 226 10.2. Формирование радиационного пояса при совместном влиянии радиальной диффузии и питч-угловой диффузии ......Page 227 10.3. Количественная модель циклотронного взаимодействия волна-частица на плазмопаузе ......Page 234 10.4. Квазипериодические КНЧ/ОНЧ излучения ......Page 240 10.5. Пульсирующие пятна полярных сияний ......Page 244 10.6. Выводы ......Page 252 11.1. Обзор экспериментальных данных по триггерным ОНЧ излучениям ......Page 254 11.2. Численное моделирование триггерных ОНЧ излучений ......Page 256 11.3. Формирование динамического частотного спектра триггерного ОНЧ излучения: аналитический подход ......Page 261 11.4. Генерация КНЧ/ОНЧ хоровых излучений ......Page 268 11.5. Выводы ......Page 275 Глава 12. Циклотронная неустойчивость протонных радиационных поясов ......Page 278 12.1. Характеристики высыпаний энергичных протонов вследствие циклотронного взаимодействия волна-частица ......Page 279 12.2. Динамические режимы альфвеновского циклотронного мазера. Генерация КУП и пульсаций Pel типа «жемчужин» ......Page 284 12.3. Генерация гидромагнитных пульсаций в режиме лампы обратной волны ......Page 288 12.4. Роль тяжелых ионов в динамике альфвеновского циклотронного мазера ......Page 291 12.5. Выводы ......Page 294 13.1. Циклотронный мазер на свистовой моде и радиационные пояса Юпитера ......Page 296 13.2. Циклотронный мазер и взрывные явления в солнечной короне ......Page 300 13.3. Циклотронные мазеры в лабораторных магнитных ловушках ......Page 309 13.4. Вопросы управляемого термоядерного синтеза ......Page 313 13.5. Выводы ......Page 314 Заключение ......Page 316 Системы единиц, множители пересчета и полезные числовые величины ......Page 319 Список литературы ......Page 321 Список обозначений ......Page 340 Предметный указатель ......Page 343 Обложка......Page 345 Об авторах......Page 346