Введение к работе
Актуальность темы. В диссертации рассмотрены различные нелинейные процессы, происходящие при распространении электромагнитных волн в электрод-позитроннон (е+/е"~) плазме. Интерес к плазме, состоящей из электронов и позитронов, связан, прежде всего, с ее приложениями в астрофизике. В современных моделях пульсара [1] считается, что его магнносферу образует плотная, сильно замагничен-ная ультрарелятивистская е+/е~ плазма. Понимание процессов, происходящих в такой плазме, важно для построения модели генерации пульсаром радиоимпульсов. Надо заметить, что электрон-позитронная плазма встречается не только в экзотических космических объектах, но и в лабораторных экспериментах [2], где пары е+/е_ рождаются при бомбардировке пучком заряженных частиц танталовой мишени. Наконец, е+/е~~ плазма является моделью для плазмы с положительно и отрицательно заряженными ионами равной массы, которая может возникать при разряде в электроотрицательных газах. Поэтому е+/е~ плазма представляет интересный и важный объект для исследований.
Теория линейных волн в е+/е~ плазме развита достаточно подробно [3]. Однако, такая теория не является достаточной, поскольку зачастую амплитуды колебаний нельзя считать малыми. Такая ситуация возникает, если па плазму воздействует достаточно мощный пучок частиц или интенсивная электромагнитная волна. Амплитуды плазменных волн могут вырасти до конечных значений так же и за счет развития тех или иных неустойчивостей.
Мощные электромагнитные волны приводят к интересным нелинейным эффектам, таким как: новые типы неустойчивостей; образование различных когерентных структур — вихрей, солитонов; самофокусировка и коллапс волновых пакетов. В связи с этим изучение различных нелинейных процессов, происходящих при распространении волп в плазме, представляет значительный интерес.
Целью настоящей работы является теоретическое исследование нелинейных явлений, происходящих при распространении электромагнитных волн конечной амплитуды в плазме, образованной положительно и отрицательно заряженными частицами одинаковой массы.
Методическая основа. В диссертации применяются методы, характерные для теории нелинейных колебаний и волн: приближение медленно меняющихся амплитуд, метод разложения по степеням амплитуды волп и т.д. Большое влияние на методику оказала современная теория сильной ленгмюровскои турбулентности.
Достоверность. Вес утверждения:, высказанные в диссертации, подтверждены конкретными расчетами, основанными на методах, хорошо известных в теории нелинейных волн. Полученные теоретические результаты в Езвестпых частных случаях согласуются с результатами других авторов.
Научная новизна и практическая ценность. Все представленные к защите результаты получены впервые. Практическая ценность диссертации заключается в том, что полученные результаты позволяют по-новому взглянуть на широкий круг вопросов, связанных с понятием нелинейного сдвига частоты для волн в плазме. Кроме того, анализ динамики волн с фазовой скоростью, близкой к скорости света в электрон-позитронной плазме представляет интерес для астрофизики.
Апробация работы. Основные результаты диссертации докладывались и обсуждались на семинарах ИОФАН, Ф1ІАН, ИКИ РАН, а также на Международной конференции по явлениям в ионизованных газах (ICPIG, Bochum 1991).
Публикации. Основные результаты диссертации отражены в четырех опубликованных работах, список которых приведен в конце автореферата.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, трех глав основного текста и заключения. Полный объем диссертации составляет 91 страниц печатного текста, содержит 6 рисунков и библиографию из 99 названий.
