В микровълновия диапазон прогнозира съществуването на убийци вълни

Killer вълни, наречени вълни необичайно висока амплитуда, изведнъж се появява на фона на сравнително малка смущения. За първи път са наблюдавани убийци вълни на повърхността на водата в открития океан, а името стигнаха от значително щетите, които могат да причинят на кораб или нефтена платформа стои сам.

От гледна точка на физиката в произволно колебае среда, винаги има вероятност за поява на високо амплитудни вълни. Въпреки това, честотата на поява на изрод вълни е твърде висока, за да се обясни просто случайно. Този пъзел от дълго време е съществувал в областта на науката, е решен скоро. Установено е, че убиец вълна - вследствие на нелинейни свойства на наблюдаваните вълни, т.е. настъпването им се дължи на факта, че в резултат на добавянето на две вълни, пристигащи в определен момент, а не просто аритметика сумата на тези вълни - вълни променят свойствата на средата, в която те се разпространяват (например , промяна на дебелината на водния слой в случай на вълните на водата), което променя условията на размножаване на самите вълни.

Тъй като нелинейни вълни може да се наблюдава не само във вода, но и в други системи, учените започват да търсят вълните убийци в тях. Тези търсения са неуспешни: остри пикове на фона на произволни смущения, наблюдавани в течен хелий, оптика, полупроводникови лазери и влакна, плазма и други носители.

Екипът работи в Института по приложна физика в Нижни Новгород, специализирана в областта на физиката микровълнови генератори. Основен предмет на изследването са gyrotron - мощни микровълнови предаватели, способни да генерират микровълнова варива до няколко мегавата. Една от основните цели gyrotrons - плазма нагряване в инсталации слети. Учените решили да се види дали е възможно да се наблюдава най-убийци вълни в диапазона микровълнова печка.

Gyrotron компания GIKOM за ITER на изпитателния стенд, в Института Курчатов. GIKOM ще трябва да постави осем от тези устройства за тази мега-проект.

Проведените теоретични изчисления показват, че това наистина е възможно. За това е необходимо да се увеличи електрон ток, който всъщност генерира микровълнова радиация в gyrotrons, до такава стойност, че устройството преминава в режим на турбуленция развита. В този случай, както е показано на работа, може да се наблюдава в радиационните залпове, чиято мощност 100-150 пъти по-висока от средната мощност на емисиите, както и 6-9 пъти - силата на вълнуващо ток.

Времевата зависимост от мощността на лъчението (вдясно) и изблици на електроразпределението (вляво) за три стойности на електрон ток: подкритична, свръхкритично и критичен. В последния случай, напълно развита турбулентност и генерирането на убийци вълни, се вижда ясно отдясно на графиката.

Тези изчисления са допълнително проверени от пълен размер триизмерен цифрова симулация с помощта на специален код каратово.

Резултатът, получен чрез цифрова симулация. Най - зависимостта на мощността на лъчението от време на време. Долния ляв - разпределението на властта изблици на енергия. Долу вдясно - спектър на излъчване.

От практическа гледна точка, резултатите са интересни, на първо място възможността за създаване на супер-мощност микровълнова източник. В необходима за експериментална реализация на желания режим на електронни лъчи същото време може да бъде получено чрез стандартни магнетронни пушки, използвани в съществуващите gyrotrons.