Про загасання хвильового пакету у заповнених активним середовищем та плазмою у обмежених системах
Анотація
В роботі для умов обмежених систем, які формують просторову структуру поля, розглянуті процеси загасання хвильових пакетів кінцевої амплітуди. Ширина лінії хвильового поля визначається як диссипативними процесами (в квантовій системі це величина, зворотна часу життя енергетичних рівнів) або реактивними процесами (в класичних хвилеводних системах це спектральна ширина пакета). У разі заповнення хвилеводу активним дворівневим середовищем опис є можливим за допомогою квазікласичної моделі взаємодії поля і частинок. При цьому квантовомеханічний опис середовища об'єднується з класичним уявленням поля. Тут істотну роль грає частота Рабі, що визначає ймовірність індукованого випромінювання або поглинання квантів поля і осциляторну зміну (нутацію) інверсії заселеності. Залежно від співвідношення між значеннями частоти Рабі і ширини лінії хвильового пакету може змінюватись характер поведінки поля. У сильних полях або при значній інверсії заселеності шириною лінії можна знехтувати, при цьому щільність енергії поля досить велика. В цьому випадку слід очікувати помітних нутацій інверсії заселеності з різною частотою, що відповідає локальній частоті Рабі в різних областях хвилеводу, інтерференція яких визначить осциляторну поведінку поля хвилі. При низькому рівні інтенсивності електричного поля або невеликий інверсії заселеності, режим зміни амплітуди поля стає монотонним. Розглянуто загасання поля в плазмі (загасання Ландау). Роль інверсії заселеності бере на себе величина, пропорційна похідній по швидкісті від функції розподілу електронів. Якщо спектральна ширина пакета мала, процес загасання хвилі набуває характерного осциляторного вигляду, обумовленого обміном енергією між хвилею і захопленими її полем електронами плазми. Загасання широких пакетів практично монотонне з формуванням в околиці фазової швидкості хвилі характерного «плато» на функції розподілу електронів за швидкостями.
Завантаження
Посилання
P.S. Landa Auto-oscillations in distributed systems, (Nauka, Moscow, 1983), pp. 320. (in Russian)
A.S. Davydov Quantum mechanics, (Fizmatgiz, Moscow, 1963), pp. 748. (in Russian)
L. Allen and J. Eberly, Optical resonance and two-level atoms, (Witey-lnterscicitce Publication John Witty and Sons, New York- London-Sydney-Toronto, 1975), pp. 222.
V.M. Kuklin and E.V. Poklonskiy, East Eur. J. Phys. 3, 46-53 (2019), https://doi.org/10.26565/2312-4334-2019-3-06.
А. Einstein, Phys. Zs. 18, 121 (1917), http://web.ihep.su/dbserv/compas/src/einstein17/eng.pdf
L.D. Landau, JETP, 16, 574-586 (1946).
A.A. Rukhadze and V.P. Silin, in: Problems of Theoretical Physics. Scientific works. Issue 2, edited by A.G. Zagorodny, N.F. Shulga and V.M. Kuklin, (KhNU, Kharkiv, 2016), pp. 376. (in Russian)
A.A. Andronov, Izv. Vuz. Radiophysics, 4(5), 861–866 (1961). (in Russian)
A.N .Kondratenko and V.M. Kuklin, Fundamentals of Plasma Electronics, (Energoatomizdat, Moscow, 1988), pp. 320. (in Russian).
A.I. Akhiezer, I.A. Akhiezer, A.G. Sitenko, K.M. Stepanov and R.V. Polovin, Plasma Electrodynamics, (Pergamon, N.Y., 1975), pp. 431.
M.B. Bondarenko, A.N. Kondratenko and V.I. Tkachenko, Izv. Vuz. Radiophysics, 27(11), 962-967 (1984), (in Russian).
E.J. Valeo and C.R. Olerman, Phys. Rev. Lett. 30(21), 1035-1038 (1973), https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.30.1035
J.J. Thomson and J.I. Karush, The Physics of Fluids, 17(8), 1608-1613 (1974), https://doi.org/10.1063/1.1694940.
V.M. Kuklin, Selected chapters (theoretical physics), (KhNU, Kharkiv, 2018), pp. 224. (in Russian).
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
