Journal of Experimental and Theoretical Physics
HOME | SEARCH | AUTHORS | HELP      
Journal Issues
Golden Pages
About This journal
Aims and Scope
Editorial Board
Manuscript Submission
Guidelines for Authors
Manuscript Status
Contacts


ZhETF, Vol. 155, No. 3, p. 387 (March 2019)
(English translation - JETP, Vol. 128, No. 3, March 2019 available online at www.springer.com )

Релятивистское моделирование распространения ультракоротких электронных импульсов
Кочиков И.В.

Received: June 29, 2018

DOI: 10.1134/S0044451019030015

PDF (1117.8K)

Рассматривается динамика электронного импульса в области дрейфа, где отсутствуют ускоряющие поля, причем особое внимание уделяется оценке параметров, существенных для атомной визуализации, т.е. для непосредственного наблюдения динамики атомов. Электронный пучок моделируется как система N частиц с N=1000 и N=10000 электронов. Пучок распространяется в течение определенного периода времени (от 1 до 4 нс). Вычисляются параметры распределения электронов по координатам и скоростям, характеризующие временной профиль и неопределенность длины волны электронов в образце. Нерелятивистское приближение дает удовлетворительные результаты (с погрешностью ниже 15%) при моделировании удлинения и уширения коротких электронных импульсов с энергиями до 30 кэВ. Результаты такого моделирования могут быть весьма неточными для промежуточных энергий (300 кэВ), а для быстрых релятивистских пучков (3 МэВ) они становятся совершенно неверными. Предлагается решение задачи, позволяющее получить количественные оценки. Использование импульсов высоких энергий приводит к почти полному исчезновению эффекта кулоновского отталкивания. Дисперсия скоростей электронов при более высоких энергиях также значительно уменьшается. Для электронов с энергией 3 МэВ длительность электронного импульса, а также его радиус заметно не меняются даже после распространения пучка в течение 4 нс (что соответствует расстоянию 1.2 м). Даже при энергии 300 кэВ увеличение длительности импульса пренебрежимо мало при времени пролета электронов до 1 нс (расстояние 0.2 м). Обобщена упрощенная модель среднего поля [e19031-13] на релятивистские электронные импульсы. Ее результаты находятся в хорошем соответствии с прямым динамическим моделированием.

 
Report problems