Рассмотрены области применения ионных пучков и плазмы. Обсуждены тезисы докладов по источникам быстрых ионов и атомов, ионным и плазменным ускорителям, физике и материаловедению ионной имплантации, ионно-пучковой обработке диэлектриков, модификации материалов высокоэнергетическими ионами, получению алмазоподобных пленок и сверхтонких мишений. Проведено обобщение представленных результатов
Дан краткий обзор теоретических работ по линейной теории неустойчивости ленточного релятивистского электронного пучка в плоском резонаторе. Эта неустойчивость известна как вынужденное излучение монотронного типа и до последнего времени было хорошо исследовано для релятивистских пучков. Дается обобщение этой теории на случай релятивистских пучков, которое связано с учетом всех волн плазма-пучковой системы, как нарастающих, так и затухающих. В отличие от нерелятивистских пучков, для которых роль затухающих волн пренебрежимо мала, для релятивистских пучков их учет оказывается существенным и приводит к значительному увеличению эффективности вынужденного излучения. В результате релятивистский монотрон представляется как конкурентоспособный прибор релятивистской СВЧ-злектроники
В настоящей работе на основе нелинейных численных расчетов рассмотрены захват электронов и их сильное серфотронное ускорение электромагнитной волной, распространяющейся в космической плазме поперек слабого внешнего магнитного поля, для различных значений продольного (вдоль магнитного поля) импульса частицы. Начальная фаза волны на траектории частицы была неизменная, а безразмерный продольный импульс менялся от 1 до 200.
Рассмотрен бесстолкновительный механизм стохастического нагрева нерелятивистских заряженных частиц, возникающий при случайном переключении двух регулярных динамик, обусловленных движением частиц в постоянных электрических полях с разными амплитудами и осциллирующих с разными амплитудами и частотами. Моделируя переключения динамик случайным телеграфным сигналом, вычислена дисперсия скорости частицы. Показано, что дисперсия, а значит, и средняя энергия монотонно растут со временем. На временах много больше времени спада корреляций закон роста – линейный. Получены явные выражения для коэффициентов диффузии в зависимости от переменных, характеризующих регулярные динамики и частоты их смены.
Исследована дисперсия скорости и координаты нерелятивистской заряженной частицы в осциллирующем электрическом поле со случайно прыгающей фазой в рамках точно решаемой модели, когда скачки фазы представляют собой случайный телеграфный сигнал. Показано, что есть область статистических характеристик фазы, где прирост средней кинетической энергии частицы линейно растет со временем (стохастический нагрев), а дисперсия частиц по координате на временах много больше времени спада корреляций, в отличие от классической диффузии, растет не как t, а как t 3 (супербаллистический режим диффузии). В том же пределе показано, что коэффициент корреляции скорости частицы спадает как 1 / t. Выписана система уравнений в частных производных для определения распределения скорости частицы.