Известно, что электронный циклотронный резонанс (ЭЦР) является очень эффективным механизмом нагрева электронов путем передачи микроволновой энергии намагниченным электронам. Его эффективность основана на независимости частоты циклотрона от скорости электронов.
Однако это справедливо только для нерелятивистских электронов. Будучи сильно ускоренным, электрон изменяет свою массу и выходит из резонансного состояния. Поэтому существует принципиальная трудность нагрева электронов плазмы до релятивистских энергий с помощью микроволнового генератора с фиксированной частотой.
Цель: разработать надежный способ достижения релятивистских энергий электронов, нагретых в источниках плазмы ЭЦР.
Одним из наиболее интересных физических эффектов, которые мы используем, является синхротронный гиромагнитный авторезонанс (СГА), раннее обнаруженный нашей группой исследователей. Этот эффект позволяет нам поддерживать электроны, ускоряемые микроволнами, в резонансных условиях до релятивистских скоростей, что отличает наши генераторы от других аналогов. Идея заключается в регулировке приложенного магнитного поля во времени или в пространстве для соответствующей компенсации изменения масс нагретых электронов.
Принцип синхротронного гиромагнитного авторезонанса был обоснован теоретически и доказан экспериментально.
Плазма, полученная в условиях СГА, может быть использована для различных применений, таких как:
- генерация жесткого рентгеновского и синхротронного излучения;
- коллективное ускорение ионов;
- образование многозарядных ионов тяжелых элементов и т.д.