Quebra de dinâmica ponderomotiva como um eficiente mecanismo de aceleração e focagem de partículas carregadas

• Ano de defesa: 2018
• Autor(a) principal: Russman, Felipe Boff
• Orientador(a): Rizzato, Felipe Barbedo
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Ondas eletrostáticas; Acelerador de partículas; Dinâmica não-linear
• Palavras-chave em Inglês: Electrostatic wave; Ponderomotive potential; Nonlinear dynamics; Accelerators
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/174847

A presente dissertação estuda a dinâmica uni e tridimensional de uma part cula solitária eletricamente carregada sob a ação de uma onda eletrostática de alta frequência lentamente modulada. A onda dota a partícula de energia potencial elétrica e o seu movimento e conhecido através do emprego do formalismo hamiltoniano, onde se faz a consideração de efeitos relativísticos devido as altas velocidades envolvidas no processo. Enquanto a velocidade máxima experimentada pela partícula permanece suficientemente abaixo da velocidade de fase característica da onda que a acelera, sua dinâmica pode ser bem descrita por uma re nada aproximação ponderomotriz. Com esta abordagem, prevê-se corretamente a velocidade média, máxima e m nima desenvolvida pela partícula ao longo de seu movimento através das curvas que permeiam e envelopam o per l de velocidade. Os limites de validade da aproximação são bem estabelecidos e, uma vez ultrapassados, a partícula com velocidade ressonante e capturada pela onda. Sob as adequadas condições calculadas neste trabalho, o mecanismo de captura instala, espontaneamente, a partícula em fase otima relativa a onda e a acelera a velocidades muito próximas da velocidade da luz no vácuo. Em consonância, o processo de aceleração e otimizado com a focagem da partícula em direção ao eixo de propagação da onda durante um certo intervalo de tempo e de comprimento aproveitáveis.