Диссертация (1149874), страница 2
Текст из файла (страница 2)
РаботаM. G. Silveirinha и S. I. Maslovski [58] посвящена излучению неподвижных источников: диполя,расположенного параллельно проводам, и сосредоточенного источника напряжения,присоединённого к одному из проводов (в неограниченном проволочном метаматериале). Те жеавторы вместе с D. E.
Fernandes рассмотрели излучение бесконечно длинной заряженной нити,движущейся в проволочном метаматериале или вдоль его границы перпендикулярно себе ипроводам [59]. Следует отметить, что данная работа вышла одновременно с работой авторанастоящей диссертации [105] (совместной с А.В. Тюхтиным), в которой рассматривается полеточечного заряда в проволочном метаматериале. В [59], как и в нашей работе [105] отмечаетсяконцентрация излучения вдоль определённых линий позади источника и отсутствие пороговогозначения скорости заряда для генерации излучения. В работе [60] T.
A. Morgado, D. E. Fernandesи M. G. Silveirinha рассчитывается сила радиационного торможения, воздействующая на заряд впроволочном метаматериале. Также стоит отметить статью [61] А. В. Тюхтина иВ. В. Воробьева, результаты которой не вошли в данную диссертацию. Она посвященаизлучению заряда, движущегося внутри неограниченного метаматериала, который состоит издлинных проводов, покрытых диэлектрической или магнитной оболочкой.
При этом скоростьзаряда параллельна проводам, а генерация излучения обеспечивается только за счёт наличияоболочек (в настоящей диссертации рассматриваются пучки, движущиеся перпендикулярнопроводам без оболочек).Помимо теоретических, проводились также и экспериментальные работы подетектированию излучения от зарядов, движущихся в присутствии периодическихпроволочных структур. В Томском политехническом университете В. В.
Соболева,Г. А. Науменко и В. В. Блеко проводили измерение излучения, генерируемого при пролётепучка электронов мимо мишеней в виде треугольной призмы и плоской сетки из параллельныхпериодически расположенных проводов [62]. Согласно результатам этого исследования,возбуждаемое черенковское излучение распространяется внутри призмы под углом,соответствующим аналитическим результатам, представленным в настоящей диссертации.Вслед за открытием излучения Вавилова-Черенкова, последовало теоретическоепредсказание и экспериментальное подтверждение переходного и дифракционного излучения.Эти два типа излучения тесно связаны между собой: первое возникает при пролёте зарядасквозь неоднородность, а другое — при пролёте вблизи неоднородности, когда собственноеполе заряженной частицы дифрагирует на ней.
Переходное излучение было теоретическипредсказано В. Л. Гинзбургом и И. М. Франком в 1946 году [63]. Особенно активно переходноеизлучение исследовалось в Ереванском Институте Физики под руководствомГ. М. Гарибяна [64–66], где оно было зафиксировано в ходе эксперимента в 1958 году.
Спустя5некоторое время, Г. М. Гарибян [64] и К. А. Барсуков [67] независимо показали, что энергия,излучённая ультрарелятивистскими зарядами в рентгеновском диапазоне частот,пропорциональна их собственной энергии. На основе этого были изобретены датчики энергииультрарелятивистских частиц, основанные на регистрации переходного излучения(черенковские датчики могли регистрировать лишь скорость, а у ультрарелятивистских зарядовона почти одинакова, хотя энергия может сильно отличаться).
Развитие последующей теориипереходного излучения зачастую тесно связано с методами диагностики и детектированиячастиц, что стимулировалось бурным развитием физики ускорителей. Подробно многие задачио переходном излучении описаны и разобраны в ряде монографий [68–70] и обзоров [71–77].В последние годы теория переходного излучения продолжает активно развиваться.Например, С. Н. Галямин с соавторами рассмотрел вопрос о генерации переходного излученияпри прохождении заряда через границу «левой» среды [37,57], а также при влёте ванизотропную диспергирующую среду, в которой возможно обратное черенковскоеизлучение [78]. И.
П. Иванов и Д. В. Карловец в своей работе [79] предложили методикурегистрации переходного излучения, генерируемого магнитным моментом. Б. М. Болотовский,А. В. Кольцов и А. В. Серов в монографии [80] исследовали переходное излучение на рядеобъектов, имеющих ребра или вершины (двугранные и трёхгранные углы, коническаяповерхность).Особо стоит остановиться на исследовании излучения, генерируемого зарядом вприсутствии плоской структуры из протяжённых параллельных проводников с малымпериодом. Такое исследование обычно проводилось с помощью замены реальной структурыплоскостью, на которой задаются те или иные «эффективные» граничные условия. Впростейшем приближении это условия идеальной проводимости в одном направлении и полнойнепроводимости в ортогональном направлении (модель идеально проводящего в одномнаправлении «экрана»).
В таком приближении в работах К. А. Барсукова с соавторамирассматривалось поле точечного заряда при его движении перпендикулярно [81] ипараллельно [82,83] к плоскости бесконечного «экрана». В работе К. А. Барсукова иС. Х. Бековой [87] рассматривались поверхностные волны от точечного заряда, движущегосявдоль ребра полуплоскости с идеальной проводимостью в одном направлении. Авторырассчитали частотные спектры поля и потерь энергии на единицу длины пути для случаядвижения заряда по плоскости сетки, однако без анализа пространственно-временнойструктуры поля волны.Влияние геометрии идеальных проводников на излучение точечного заряда в присутствиинеограниченной планарной структуры рассматривалось в работах К. А.
Барсукова и С. Х.Бековой [84], а также В. Н. Красильникова и А. В. Тюхтина [85]. Так, в работе [85] былпроведён анализ излучения точечного заряда, пересекающего в ортогональном направленииструктуру из параллельных проводников, с учётом их геометрических особенностей и конечнойпроводимости (при применении метода усреднённых граничных условий [86]). Однакоосновное внимание в отмеченных работах уделялось объёмному излучению точечного заряда, вто время как поверхностные волны, представляющие особый интерес для настоящегоисследования, анализировались недостаточно, без анализа их пространственно-временнойструктуры. Подчеркнём, что анализ излучения от неточечных зарядов в присутствии планарныхструктур с малым периодом в доступной нам литературе не проводился.Экспериментальное наблюдение излучения от зарядов на планарных структурах описано вработе В.
В. Соболевой, Г. А. Науменко и В. В. Блеко [62]. Также отметим экспериментальную6работу этих же авторов совместно с А. О. Шумейко по переходному излучению отпроволочного метаматериала [88].Как уже отмечалось, дифракционное излучение по своей природе сходно с переходным.При этом строгая теория дифракционного излучения более сложна с точки зрения математики.Первая работа по дифракционному излучению была проделана А. П. Казанцевым иГ.
И. Сурдутовичем [89]. Позже было получено решение задачи о переходном излучениизаряженной частицы, пролетающей мимо идеально проводящей полуплоскости и идеальнопроводящего клина с произвольным углом раствора в работах [90,91]. Подробно строгая теориядифракционного излучения на ряде объектов представлена в обзорах Б. М. Болотовского ссоавторами [92,93]. Решения многих задач, основанных на приближенным методах расчётадифракционного излучения, представлены в работах А. П. Потылицина, М. И. Рязанова,М. Н. Стриханова и А.
А. Тищенко [94–96], а также в их монографии [97].Основное применение дифракционному излучению, как и переходному, было найдено вобласти детектирования частиц и диагностики пучков [98–102]. Его явным преимуществом посравнению с переходным излучением является то, что траектория заряда не пересекается снеоднородностью. Этот факт позволяет разрабатывать маловозмущающие методикидиагностики пучков.Отдельно нужно отметить особый вид дифракционного излучения, возникающего придвижении заряда вдоль периодической структуры (дифракционной решётки), которое носитназвание излучения Смита-Парселла в честь учёных, впервые наблюдавших его [103](интересно, что И. М.
Франк обратил внимание на этот эффект [104] ещё до открытияпереходного излучения). Данному типу излучения посвящено большое количество кактеоретических, так и экспериментальных работ.Искусственные периодические структуры анализируются обычно именно ради полученияизлучения Смита-Парселла. Это излучение, как правило, имеет длины волн, сопоставимые спериодом структуры или меньше него.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
