Description N-corps de l'interaction onde-particule dans une structure périodique
Résumé
The N-body hamiltonian description of the wave-particle interaction is often deemed impossible in classical electrodynamics and for microscopic dynamics of plasmas. We show that this description is a viable alternative to the traditional vlasovian (kinetic) approach, especially for time simulations of turbulence and instabilities generated by nonlinear particle dynamics (trapping, chaos, three-or four-wave couplings). Combined with a model reduction to decrease the number of degrees of freedom, this description enables us to accurately study periodic structures (such as traveling-wave tubes, free electron lasers or particle accelerators). This description is also used to describe the synchronization between Langmuir waves and electrons in the context of Landau damping.
En électrodynamique classique et en physique microscopique des plasmas, la description N-corps de l'interaction onde-particule a longtemps été jugée impraticable. Nous montrons que cette description est une alternative viable à la traditionnelle approche vlasovienne (cinétique), notamment pour la modélisation temporelle des turbulences et instabilités engendrées par la dynamique non-linéaire des particules (piégeage, chaos, couplages a trois ou quatre ondes). Combinée avec un modèle de réduction du nombre de degrés de liberté, cette description nous permet notamment de modéliser fidèlement des structures périodiques (tubes à ondes progressives, lasers à electrons libres ou accélérateurs de particules). Cette description est aussi employée pour décrire la synchronisation entre ondes de Langmuir et électrons dans le contexte de l'amortissement Landau.
Origine : Fichiers produits par l'(les) auteur(s)
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