Аннотация результатов, полученных в 2021 году
1. Получены выражения для поля и спектрально-углового распределения энергии переходного излучения, возбуждаемого двумя электронами при пересечении ими метаповерхности, представляющей собой упорядоченную систему частиц субволнового размера. Проведен анализ зависимости характеристик излучения для трех частных случаев различной взаимной ориентации электронов и мишени, что является аналогом учета трех размеров сгустка. Показано, что при продольном пролете электронов в выражении для поля излучения возникает классический фактор, который может обеспечить когерентное усиление интенсивности в четыре раза при условии, что расстояние между электронами много меньше длины волны излучения. Для параллельного пролета электронов показано, что важную роль играет структура решетки: если расстояние между электронами меньше периода решетки в направлении поперечном их движению, то угловое распределение интенсивности излучения практически неотличимо от распределения излучения от одного электрона, а если расстояние становится больше соответствующего периода, то в дифракционной картине возникают дополнительные максимумы. 2. Получены выражения для поля и спектрально-углового распределения переходного излучения, возбуждаемого электронным сгустком от метаповерхности. Показано, что в некогерентном излучении содержится информация только о поперечных размерах сгустка, а в когерентном – и о продольном, и о поперечных размерах. Показано, что зависимость интенсивности от продольного и поперечных размеров сгустка разделяется на отдельные множители, что позволяет осуществлять их независимую диагностику. 3. Проведено сравнение полученных аналитических выражений для интенсивности переходного излучения и излучения Смита-Парселла от метаповерхности от сгустка с полученными в рамках общепринятого подхода, где одночастичная интенсивность умножается на форм-фактор сгустка. Из сравнения получено условие, при котором выделение форм-фактора в виде отдельного множителя в излучении от метаповерхности возможно: размер сгустка должен быть много меньше эффективного радиуса действия собственного поля электрона. Проведен анализ зависимостей характеристик переходного излучения и излучения Смита-Парселла от параметров пучка, включая зависимости от скорости движущихся электронов. Показано, что зависимость от длины сгустка универсальна для переходного или излучения Смита-Парселла и для любой геометрии мишени. Показано, что с увеличением длины или радиуса сгустка интенсивность излучения убывает. Скорость и закон убывания при увеличении радиуса зависят от размера мишени и от ее симметрии относительно траектории сгустка. Показано, что с увеличением энергии электронов, интенсивность излучения растет. 4. Проведен анализ возможности диагностики метаструктур по когерентным эффектам в излучении электронных сгустков. Показано, что об асимметрии решетки можно судить по перпендикулярно поляризованной компоненте излучения: она полностью отсутствует для симметричной решетки и дает спектр в виде наборов максимумов для ассиметричной решетки. Проведен анализ зависимости интенсивности излучения от периодов решетки, а также угла падения электронов на мишень и длины волны для разных периодов мишени. Обоснована принципиальная возможность диагностики структуры мишени по характеристикам излучения, возбуждаемого при взаимодействии с ними электронных сгустков. Возможной схемой диагностики является измерение спектральных зависимостей или зависимостей интенсивности излучения от угла падения электронов на мишень путем поворота мишени относительно сгустка. 5. Получены выражения для поля и спектрально-углового распределения переходного излучения от метаповерхности, возбуждаемого периодически модулированным электронным сгустком для двух типов модуляции. Для каждого типа получены условия резонансного усиления излучения, которые через скорость электронов и углы наблюдения излучения связывают два периода решетки, период модуляции сгустка и угол падения электронов на мишень. Показано, что при выполнении этих условий возможно когерентное по числу микросгустков усиление излучения на выделенной частоте, или наборе частот, в зависимости от типа модуляции. Интересно, что в отличие от, например, обычного излучения Смита-Парселла, где аналогичные условия содержат только продольный период решетки, в полученные условия входит также и поперечный период. 6. Осуществлен переход от задачи об излучении от решетки из субволновых частиц в микроскопическом рассмотрении к задаче об излучении от аморфной мишени в макроскопическом рассмотрении для одного электрона. Показано, что после усреднения полученных выражений по частицам мишени, интенсивность перпендикулярно поляризованного излучения обращается в ноль, а интенсивность параллельно поляризованного излучения становится пропорциональной квадрату скорости нерелятивистских электронов. Это совпадает с выводами М.Л. Тер-Микаеляна и А.А. Тищенко и М.И. Рязанова для переходного излучения, возбуждаемого при пересечении одним электроном аморфной пластинки и монослоя.

 

Публикации

---