等离子体介质中线极化电磁波对带电粒子的加速

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自卢瑟福1919年用天然放射性元素α粒子射线轰击金箔,实现人类历史上第一次人工核反应后,人们认识到要想更深层次地认识物质的微观结构,必须用更加高速的粒子去轰击原子核。因此带电粒子加速器引起了物理学家们的广泛研究和关注。本文从理论上研究了利用线极化电磁波(LPEMW)加速电子或带电粒子的机制问题,主要内容如下:  第一,探讨了三种加速机制:(1)介质折射率递减但外加磁场保持不变;(2)介质折射率不变但外加磁场递增;(3)介质折射率递减且外加磁场递增。结果显示,在一定的加速距离内,按照机制(3)利用LPEMW加速电子的效率最高。  第二,讨论三种机制中带电粒子的回飞,发现机制(3)可以避免机制(2)中电子在加速过程中回飞的问题,这一点对于利用LPEMW加速电子束或带电粒子束时非常重要。  第三,研究了运用LPEMW加速带电粒子,在机制(3)中不同入射初速度的带电粒子对加速效果的影响,发现入射初速度的大小对加速效果影响甚微。同时也分析了LPEMW初始相位大小对带电粒子加速效果的影响。希望我们的研究能够为设计紧凑、高效的低能粒子加速器的提供理论指导。
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