În domeniul microundelor a prezis existența undelor ucigașe

Undele Killer numit wavelet neobișnuit de mare amplitudine, dintr-o dată care apare în fundalul unei perturbări relativ mici. Pentru prima dată, au fost observate valuri ucigase pe suprafața apei în ocean deschis, iar numele au primit de semnificative pagubele pe care le pot provoca o navă sau platformă de ulei în picioare singur.

Din punct de vedere al fizicii într-un mediu fluctuant aleatoriu, există întotdeauna o probabilitate de apariție a undelor de mare amplitudine. Cu toate acestea, frecvența undelor de apariții bizare este prea mare pentru a fi explicate pur și simplu din întâmplare. Acest puzzle pentru o lungă perioadă de timp a existat în știință, a fost rezolvată de curând. Sa constatat că val ucigaș - o consecință a proprietăților neliniare ale undelor observate, adică apariția lor se datorează faptului că rezultatul adăugării două valuri care ajung la un anumit punct, nu suma simplă aritmetică a acestor valuri - valuri schimba proprietățile mediului în care acestea sunt distribuite (de ex , schimbarea grosimii stratului de apă în cazul valurilor pe apă), care se schimbă condițiile de propagare a undelor înseși.

Deoarece undele neliniare pot fi observate nu numai în apă, ci și în alte sisteme, oamenii de știință au început să caute valurile ucigașe în ele. Aceste căutări au avut succes: vârfuri ascuțite pe fundalul unor perturbări aleatorii observate în heliu lichid, optica, semiconductoare și fibre lasere, plasmă și alte medii.

Echipa de lucru la Institutul de Fizică Aplicată din Nijni Novgorod, este specializată în generatoare de microunde fizica. Obiectul principal al studiului sunt gyrotron - emițătoare cu microunde puternice, capabile să genereze impulsuri de microunde până la câteva megawați. Unul dintre scopurile principale gyrotrons - plasmă de încălzire în instalațiile de fuziune. Oamenii de stiinta au decis pentru a vedea dacă este posibil să se observe valurile ucigașe în gama de microunde.

Gyrotron GIKOM companie pentru ITER pe standul de încercare la Institutul Kurchatov. GIKOM va trebui să pună opt dintre aceste dispozitive pentru acest mega-proiect.

estimări teoretice efectuate au arătat că acest lucru este într-adevăr posibil. Pentru aceasta este necesară pentru a crește curentul de electroni care genereaza de fapt, radiații cu microunde în gyrotrons, la o astfel de valoare încât dispozitivul este trecut în regimul turbulență dezvoltat. În acest caz, așa cum se arată în funcțiune, pot fi observate în exploziile de radiații a căror putere de 100-150 de ori mai mare decât puterea medie de emisie, și de 6-9 ori - puterea curentului interesant.

Dependența de timp a puterii de radiație (dreapta) și exploziile de distribuție a energiei electrice (stânga) pentru trei valori ale curentului de electroni: subcritice, supercritice și critică. În acest din urmă caz, o turbulenta pe deplin dezvoltate și generarea de valuri ucigașe, este în mod clar vizibil pe partea dreaptă a graficului.

Aceste calcule au fost verificate în continuare prin full-size simulare numerică tridimensională folosind un cod special carate.

Rezultatul obținut prin simulare numerică. Top - dependența puterii de radiație din timp în timp. Partea de jos stânga - distribuția de putere exploziile de putere. Dreapta jos - spectru de radiații.

Din punct de vedere practic, rezultatele sunt interesante, în primul rând, posibilitatea de a crea o sursă de microunde super-putere. În același timp, necesară pentru realizarea experimentală a modului dorit de fascicule de electroni pot fi obținute prin arme magnetron standard utilizate în gyrotrons existente.