О параметрическом дифракционном излучении

И. Б. КОШЕЛЕВ1, А. П. ПОТЫЛИЦЫН2, М. Н. СТРИХАНОВ3,

А. А. ТИЩЕНКО3

1Медицинский центр управления делами президента РФ

2Томский политехнический университет

3Московский инженерно-физический институт (государственный университет)

О ПАРАМЕТРИЧЕСКОМ ДИФРАКЦИОННОМ ИЗЛУЧЕНИИ

Рассмотрено параметрическое дифракционное излучение на частотах выше плазменной, возникающее при пролете заряда вблизи кристаллической мишени. Решение получено методом, аналогичным кинематической теории параметрического излучения.

Параметрическое рентгеновское излучение (PXR – Parametric X-ray Radiation) было теоретически предсказано -Микаеляном в 1969 г. [1]. Экспериментально его существование было подтверждено в середине 80-х [2]. PXR возникает при равномерном пролете частицы сквозь кристалл, и объясняется как результат дифракции собственного поля заряда на кристаллической решетке. Главные максимумы параметрического излучения возникают в направлениях, определяемых брэгговскими условиями. Спектр PXR состоит из ряда резких пиков, приходящихся на рентгеновский диапазон частот. Интерес к PXR связан с получением компактного и монохроматического источника с плавно перестраеваемой частотой излучения.

Дифракционное излучение (ДИ) возникает при пролете заряженной частицы с постоянной скоростью мимо мишени. Первые теоретические работы по ДИ относятся ко второй половине 20-го века, СССР [3, 4]. ДИ нерелятивистских частиц широко используется в СВЧ-электронике [5]. Интерес к ДИ в релятивистском случае связан, главным образом, с вопросами диагностики пучков заряженных частиц. Преимущество ДИ по сравнению с широко используемым ныне переходным излучением состоит в возможности невозмущающей диагностики, что обусловлено отсутствием рассеяния частиц пучка на мишени.

Ранее нами было рассмотрено ДИ в ультрафиолетовом и рентгеновском диапазоне частот [6]. Было показано, что спектр ДИ простирается вплоть до частот ~ , где – скорость света, – Лоренц-фактор заряженной частицы и – импакт-параметр, т. е. кратчайшее расстояние между траекторией частицы и поверхностью мишени. Условие , ограничивающее область применимости результатов [6], практически выполнимо для заряженных частиц сверхвысоких энергий с при величине импакт-параметра в несколько десятков микрон.

В данной работе рассмотрено дифракционное излучение, возникающее при пролете заряженной частицы вблизи кристаллической мишени. Показано, что возникающее излучение состоит из двух частей. Первая часть определяется только внешними границами мишени, это есть ДИ, исследованное в [6]. Вторая часть аналогична параметрическому излучению, она определяется когерентным рассеянием собственного поля заряда на кристаллической структуре мишени. Проведен анализ спектрально-угловых зависимостей излучения. Развитый подход подобен кинематической теории рассеяния рентгеновских лучей и применим для достаточно тонких кристаллов [7].

Список литературы

1. Тер-Микаелян среды на высокие процессы при высоких энергиях. Ереван: Изд-во АН Арм. ССР, 1969.

2.  и др., // Письма в ЖЭТФ. 19; и др. // Письма в ЖЭТФ. 19; ЖЭТФ. 19

3. , // ДАН СССР. 19

4. , // УФН. 19

5. Шестопалов электроника. Харьков, 1976.

6. Tishchenko A. A., Potylitsyn A. P., Strikhanov M. N. // Ph. Rev. E. in print «Diffraction radiation from an ultrarelativistic charge in the plasma frequency limit».

7. , Жеваго быстрых заряженных частиц в веществе и во внешних полях. М.: Наука, 1987.