Численное моделирование движения заряженной частицы в неоднородной электромагнитной волне

В докладе будет рассказано о проведенном исследовании поведения заряженной частицы в поле неоднородной электромагнитной волны в рамках подготовки кандидатской диссертации. В данной работе приведено описание программ, использующих различные численные методы для решения поставленной задачи, а также проведена их верификация. Впервые построена трехмерная траектория движения заряженной частицы в поле неоднородной электромагнитной волны. Данное решение является точным численным решением полной системы нелинейных уравнений с переменными коэффициентами, в отличие от решений, приводимых другими авторами ранее, которые получены методом возмущений для частных случаев поперечно-электрической и поперечно-магнитной волн. Определены условия устойчивой конфигурации замкнутой траектории электрона в неоднородной волне, в том числе в условиях совпадения несущей частоты с модулирующей. Построены различные зависимости характеристик движения частицы от таких параметров, как амплитуда электрического поля, несущая частота волны, начальная фаза волны, направление волнового вектора, начальные координаты и скорости частицы. Численные эксперименты по изучению зависимости модулирующей частоты от электрического поля неоднородной электромагнитной волны показали возможность управления (кодирования) информационными боковыми частотами с помощью электрического поля электромагнитной волны. Найдены значения параметров волны и частицы, при приближении к которым наблюдается резкое возрастание скорости частицы в поле неоднородной электромагнитной волны. Обнаружен режим инжектирования электронов в интерференционную структуру неоднородной электромагнитной волны, при котором электроны концентрируются в области пространства, ограниченного полосой на поверхности, огибающей траекторию, проходящей через нулевую точку (начальные координаты электрона). Проведены численные эксперименты по исследованию воздействия электромагнитного излучения на обводненный бетон. Данные эксперименты позволяют сделать вывод, что обводненный бетон имеет гораздо меньшую прочность, чем сухой, и имеет опасность неожиданно разрушиться. Результаты данных численных экспериментов согласованы с лабораторными экспериментами.