正电子面沟道辐射的非线性特征

经典物理学指出,在电磁场中作加速运动的带电粒子将不断向外辐射能量.在晶体沟道中运动的带电粒子也不例外,晶格场可以使带电粒子的辐射能量达到很高.对于10MeV的正电子,辐射能量可达keV量级.粒子在沟道中的运动行为决定于粒子晶体的相互作用势,常用的相互作用势有Lindhard势、Moliere势和正弦平方势.由于粒子在沟道中的运动行为十分类似于震荡器中运动的自由电子,可望把沟道辐射改造为Χ射线激光或γ射线激光.从Lindhard势出发,将其展开到四次项,在经典力学框架内,粒子的运动方程可以化为含立方项的二阶非线性微分方程,并利用Jacobian椭圆函数和第一类全椭圆积分解析地表示了系统的解和粒子运动周期,导出了正电子面沟道辐射的瞬时辐射强度、平均辐射强度和最大辐射频率,指出了利用沟道辐射作为γ激光的可能性.     

掺杂超晶格量子阱的沟道效应与沟道辐射

 分析了超晶格量子阱的沟道效应和沟道辐射,利用正弦平方势描述了掺杂超晶格量子阱沟道粒子的运动行为,并在经典力学框架内,把粒子的运动方程化为摆方程。用Jacobian椭圆函数和椭圆积分解析地给出了系统的解和粒子运动周期,导出了量子阱沟道辐射的辐射强度和辐射能量。结果表明,对于能量为100 MeV左右的电子,辐射能量可达keV量级（X能区）。指出了用量子阱沟道辐射作为X激光或γ激光的可能性。     

沟道效应的运动阻尼与系统走向混沌的临界特征

利用正弦平方势,把粒子运动方程化为具有运动阻尼和周期调制的摆方程.利用Melnikov方法分析了系统的全局分叉和混沌行为，指出了沟道辐射本底增强和沟道效应的无规行为与混沌之间的相关性. 关键词： 沟道效应 摆方程 分叉 混沌     

反比相关的双曲余弦平方势与电子的面沟道辐射

带电粒子在晶体沟道中的运动行为决定于粒子-晶体相互作用势.常用的粒子晶体相互作用势有Lindhard势、Moliere和正弦平方势.当超相对论电子沿着晶体的低晶面指数方向入射时,电子和晶体之间的相互作用势可用反比相关的双曲余弦平方势描写.在量子力学框架内,利用这一相互作用势成功地将系统的Schrodinger方程化为超几何方程,从而简化了系统本征值和本征态问题的计算和讨论.考虑到质量的相对论效应和频率的Doppler效应,导出了实验室坐标系中电子的能级分布和辐射谱分布.并以电子的Si(110)面沟道辐射为例,选定一组与入射粒子有关的参数和一组与晶体有关的参数,计算了能量为E=0.5GeV的电子在低位能级之间的跃迁,导出了电子面沟道辐射能量ΔE=49.1MeV,得到了与实验符合的结果.     

正弦平方势与小振幅近似下的弯晶沟道辐射

在理想情况下和经典力学框架内,引入正弦平方势,把粒子在弯晶中的运动方程化为具有外力矩的摆方程。并对系统的相平面特征进行了数值分析。在小振幅近似下,把粒子运动方程化为具有硬特性的弹簧-振子系统,用Jacobian椭圆函数和椭圆积分解析地给出系统的解和粒子运动周期。讨论了弯晶沟道辐射频率、无量纲偏转角和辐射谱的一般特征。指出利用沟道辐射作为激光的可能性。以正电子在碳单晶中沟道辐射为例进行了具体计算,得到了与其他工作基本一致的结果。     

正弦平方势与沟道辐射谱线的自然展宽

指出了非线性效应、多普勒效应、晶格热振动、电子多重散射和偶极效应等对沟道辐射谱线宽度的影响;强调了辐射反作用对谱线宽度的影响是不可避免的。比较了不同的粒子-晶体相互作用势,并从正弦平方势出发,在小振幅近似下讨论了沟道粒子的运动行为;用摄动法求解了系统的特征方程,计算了沟道辐射谱线的自然展宽和频率漂移。最后,以正电子的Si(110)面沟道辐射为例,计算了它的辐射频率。结果表明,对于能量为E=56MeV的正电子,沟道辐射能量E=ω=36.0keV。     

正弦平方势与带电粒子沟道效应的能带结构

在量子力学的框架内描述了带电粒子与晶体相互作用，利用正弦平方势把沟道粒子的Schr?dinger方程化为Mathieu方程，根据Bloch定理讨论了系统能量分布，并用摄动法求解了方程的低阶不稳定区及其禁带宽度，系统自动呈现出了能带结构，再现了粒子束同晶体相互作用的周期性特征.而这一点正是其他相互作用势不曾有的. 关键词： 沟道效应 能带结构 正弦平方势 摄动法     

辐射与发光 光辐射与辐射源

O432．1 2005042439 正电子面沟道辐射的非线性特征=Nonlinear properties for the planar channelling radiation of a positrons[刊,中]／韦洛霞(东莞理工学院．广东,东莞(523106)),李勇…／／发光学报．-2005,26(2)．-168-172 从Lindhard势出发,在小振辐近似下,将其展开到四次项;在经典力学的框架内,将粒子运动方程化为含立方项的二阶非线性微分方程。利用Jacobian椭圆函数和第一类全椭圆积分解析表示了系统的解和粒子运动的周期, 导出了正电子面沟道辐射的瞬时辐射强度、平均辐射强度和最大辐射频率,得到了与实验相符合的结果,指出了利用沟道辐射作为γ激光的可能性。参11(于晓光)     

带电粒子同超晶格的相互作用与系统的混沌行为

把超晶格“折沟道”对粒子的作用等效为形状相似的弱周期调制. 利用正弦平方势把粒子运动方程化为具有外周期弱调制的非线性微分方程，并利用Melnikov 方法分析了系统出现Smale 马蹄的临界条件. 预言了带电粒子同超晶格相互作用过程中, 系统可能出现的混沌行为, 为半导体超晶格材料的制备和半导体超晶格光磁电效应的研究提供了基本的理论分析. 关键词： 超晶格 非线性 微分方程 混沌     

正切平方势与平面沟道系统的本征值和本征函数

讨论和分析了常用的平面连续势，引入了新的正切平方势描写粒子-晶体相互作用.在量子力学框架内，把系统的本征值和本征函数问题化为超几何方程的本征值和本征函数问题.将 低位能级之间的自发辐射同实验进行了比较，结果表明理论和实验符合很好. 关键词： Schrdinger方程 超几何函数 沟道辐射 本征值 本征函数     

等效磁场与弯晶沟道辐射

引入场指标和等效磁场概念,把粒子在弯晶沟道中的运动行为等效为回旋加速器中的粒子运动.结果表明,描写粒子的运动方程是一个非线性薛定谔方程.在小振幅近似下找到了系统的严格解和粒子振动周期,导出了瞬时辐射强度和最大辐射频率. The sine-squared potential and the equivalent magnetic field intensity have been introduced, the motion equation of the particle in bent crystal has been derived, the motion equation and the oscillation period of the particle have been solved exactly by Jacobian elliptic fuanction and the first kind of complet elliptic integrals, the intensity and the spectral properties of channelling radiation in bent crystal discussed.     

正弦平方势与环形加速器的弯晶束流引出

在经典力学框架内和偶极近似下, 引入正弦平方势, 把粒子在弯晶中的运动方程化为具有固定力矩的摆方程。 利用Jacobian椭圆函数和椭圆积分分析了系统的相平面特征。 导出了弯晶的最大偏转能量、 退道系数和退道长度。 计算结果表明, 对于曲率半径为1 m, 能量为1.0 GeV的质子, Si(110)面沟道的引出效率为70%; 对于MeV范围的粒子, 退道长度大约是μm量级; 对于TeV范围的粒子, 退道长度可达1 m以上。 In the classical mechanics frame and the dipole approximation the particle motion equation in bent crystal is reduced to the pendulum equation with a constant momentum by using the sine squared potential.The phase planar properties are analysed by means of Jacobian elliptic function and the elliptic integral. The maximum deflected energy, the dechanneling factor and the dechanneled length are derived. The results show that the extrated efficiency is 70% for a proton beam with energy E=1.0 GeV moved in the channel on Si(110) if a radius of curvature R=1 m; and dechanneled length is of the order of μm for the particles with MeV energy; the dechanneled length is above 1 meter for the particle with TeV energy.     

晶体摆动场辐射系统的全局分叉与混沌行为

引入正弦平方势,在经典力学框架内和偶极近似下,考虑到运动阻尼和非线性影响,把粒子在晶体摆动场中的运动方程化为具有阻尼项和受迫项的广义摆方程.利用Jacob椭圆函数和椭圆积分分析了无扰动系统的相平面特征,并解析地给出了系统的解和粒子振动周期; 进一步利用Melnikov方法分析相平面上三类轨道的分叉性质和进入Smale马蹄意义下的混沌行为,找到系统的全局分叉与系统进入混沌的临界条件.结果表明,系统的临界条件与它的物理参数有关,只需适当调节这些参数就可以原则上避免、抑制分叉或混沌的出现. 关键词： 晶体摆动场辐射 Melnikov方法 分叉 混沌     

The Motion of Repulsive Brownian Particles in Quenched Disorder

Brownian motion of the particles with repulsive interaction is investigated. When the potential condition is satisfied, the eigenvalue problem of interaction Fokker-Planck equation under certain conditions can be transformed to that of a many-particle Schrödinger equation. Using the Green's function method, we obtain the effective single-variable Fokker-Planck equation in the low density limit. We find that the diffusion of coupled Brownian particles in quenched disorder media is also anomalous in 2D. The Mittag-Leffler relaxation of pancake vortices is investigated by fractional Fokker-Planck equation.     

Peculiarities of charged particle motion in an annular channel with electrified walls

The motion of charged particles in a straight hollow dielectric channel with electrified walls is considered in general form. It is shown that the motion of particles in the channel is periodic. In the first approximation, the potential of interaction of particles with the channel walls is harmonic. The relation between the period of oscillations of a particle in the channel and the physical parameters of the channel wall is derived. In a curvilinear channel (e.g., a ring), the resultant potential acquires a new term due to the centrifugal force. The particle in this case performs multiple contactless motion in the ring. At the same time, oscillations of particles in the ring take place. The motion in the ring is accompanied with emission of synchrotron and channeled radiation. If a thin (micrometer) target is introduced into the ring, high-intensity X rays and bremsstrahlung are observed. The directionality of radiation depends on the particle energy.