Когерентное рентгеновское излучение пучка релятивистских электронов в периодических средах тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.07, кандидат наук Коськова, Татьяна Валерьевна

• Коськова, Татьяна Валерьевна
• кандидат наук
• 2016

Оглавление диссертации кандидат наук Коськова, Татьяна Валерьевна

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

Глава 1. Когерентное рентгеновское излучение расходящегося пучка релятивистских электронов, пересекающих монокристалл в геометрии рассеянии Лауэ

1.1 Введение

1.2 Амплитуда излучения

1.3 Спектрально-угловая плотность излучения

1.4 Усреднение спектрально-угловой плотности

1.5 Эффекты динамической дифракции в когерентном излучении расходящегося пучка релятивистских электронов

Основные результаты Главы 1

Глава 2. Когерентное рентгеновское излучение расходящегося пучка релятивистских электронов пересекающих монокристалл в геометрии рассеянии Брэгга

2.1 Введение

2.2 Спектрально-угловая плотность когерентного рентгеновского излучения

2.3 Влияние расходимости пучка релятивистских электронов на угловые плотности ПРИ и ДПИ

Основные результаты Главы 2

Глава 3. Когерентное рентгеновское излучение расходящегося пучка релятивистских электронов в периодической слоистой среде в условиях многократного рассеяния

3.1 Введение

3.2 Спектрально-угловая плотность когерентного рентгеновского излучения

3.3 Учет многократного рассеяния электронного пучка на атомах мишени

3.4 Условие вклада дифрагированного тормозного излучения

3.5 Численные расчеты

Основные результаты Главы 3

Глава 4. Эффекты динамической дифракции в ПРИ релятивистских электронов, пересекающих периодическую слоистую среду в геометрии рассеяния Лауэ

4.1 Введение

4.2 Спектрально-угловые плотности двух ветвей рентгеновских волн ПРИ

4.3 Динамические коэффициенты поглощения рентгеновских волн в периодической слоистой среде

4.4 Эффекты динамической дифракции в ПРИ

Основные результаты Главы 4

Заключение

Список литературы

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Когерентное рентгеновское излучение пучка релятивистских электронов в периодических средах»

Введение

Первые исследования прохождения и взаимодействия заряженных частиц с периодическими средами были начаты работой Файнберга и Хижняка [1]. В работе рассматривалось взаимодействие заряженной частицы со средой, состоящей из набора чередующихся диэлектрических пластин с двумя различными показателями преломления, было показано, что в такой системе возникает излучение, подобное черенковскому, даже если каждый из коэффициентов преломление меньше единицы. Следующими важными фундаментальными исследованиями взаимодействия быстрых заряженных частиц с периодическими средами является выполненные Тер - Микаэляном исследования излучения, получившего название "резонансного излучения" [2]. Для генерации резонансного излучения необходимо выполнение некоторых условий, названных автором "резонансными", которые обеспечивают наличие когерентности между фотонами, излучаемыми частицей в разных точках среды при этом эффекты, связанные с дифракцией уже излученных фотонов в работе [2] не учитывались. Учет эффектов, связанных с дифракцией уже излученных фотонов на плоскостях монокристалла, был произведен в работах Барышевского и Феранчука [3-5], Гарибяна и Ян Ши [6], при этом задача была решена в рамках двух волнового приближения динамической теории дифракции [7]. В работах [3-6] было выявлено, что в направлении рассеяния Брэгга, заряженными частицами, пересекающими монокристалл, генерируется монохроматическое рентгеновское излучение с шириной спектральной линии Аю/ю~ у~1,

частота которого определяется ориентацией кристалла относительное скорости движения заряженной частицы. Данное излучение получило название «параметрическое рентгеновское излучение (ПРИ)», механизмом этого излучения является когерентное рассеяние псевдофотонов кулоновского поля релятивистской заряженной частицы на электронных оболочках периодически расположенных атомов мишени [3,8], дальнейшее

развитие эта идея продолжила в работах [9 -11]. К середине 80-х годов сложились два основных подхода к описанию ПРИ- динамический и кинематический. Кинематический подход [12,13] не учитывает многократное отражение фотонов ПРИ на плоскостях кристалла, в отличие от динамического подхода [3,5,8]. Важным выводом, следующим из динамической теории, является, то что ПРИ возможно не только под углом Брэгга, но и вблизи направления скорости заряженной частицы. В работах [12,13], описывающих ПРИ на основании кинематического подхода, и теории когерентного излучения разработанной Тер - Микаэляном [2], возможность существования ПРИ испускаемого вблизи направления скорости заряженной частицы не рассматривалось. Далее динамическая и кинематическая теория ПРИ были развиты в работах соответственно [14,15] и [16]. Впервые параметрическое рентгеновское излучение экспериментально было обнаружено Томскими учеными в направлении рассеяния Брэгга [17]. Свойств ПРИ экспериментально далее исследовались многими научными группами [18-26]. Затем были начаты исследования в этой области в США [27 - 29], Японии [30], Германии [31], Франции [32]. При прохождении релятивистского электрона через монокристаллическую пластинку вместе с ПРИ в направлении рассеяния Брэгга образуется дифрагированное переходное излучение (ДПИ) [32-35]. ДПИ является следствием динамической дифракции переходного излучения (ПИ) [36], генерируемого на входной поверхности монокристаллической мишени и дифрагированного на системе параллельных атомных плоскостей монокристалла, которые отвечают за формирование ПРИ. Далее, как и в монокристаллической среде, механизмы излучения ПРИ и ДПИ стали рассматриваться в периодической слоистой среде. В работе [37] вместе с резонансным переходным излучением рассматривалось параметрическое излучение (ПРИ). В работе [38] впервые излучение из периодической слоистой среды рассматривалось в рамках динамического приближения как рассеяние псевдо-фотонов кулоновского поля релятивистского электрона на

аморфных слоях по аналогии с процессом когерентного излучения, вызываемого релятивистским электроном в монокристаллической среде. При этом когерентное рентгеновское излучение в периодической слоистой структуре рассматривалось как суммарный эффект двух механизмов излучения, а именно, параметрического рентгеновского (ПРИ) и дифрагированного переходного (ДПИ). Динамическая теория излучения релятивистских электронов в периодических слоистых средах [38] хорошо описывает экспериментальные данные, представленные в работе [39], в которой использовались слои структуры толщиной около одного нанометра, и генерировались фотоны с частотой 15 кэВ.

Далее динамическая теория когерентного рентгеновского излучения релятивистского электрона прямолинейно пересекающего

монокристаллическую мишень и периодическую слоистую среду была развита в общем случае асимметричного отражения поля электрона относительно поверхности мишени соответственно в работах [40-42] и [4345]. В работе [42] предсказано и исследовано яркое проявление динамического эффекта аномально низкого фотопоглощения (эффекта Бормана) в ПРИ релятивистского электрона пересекающего монокристаллическую пластинку в условиях асимметричного отражения поля электрона относительно поверхности мишени. В работе [41] предсказан и исследован эффект изменения ширины спектра ПРИ и, как следствие, его угловой плотности при изменении асимметрии отражения, то есть при изменении угла между поверхностью мишени и системой параллельных отражающих атомных плоскостей кристалла. Эффекты динамической дифракции в ПРИ и ДПИ релятивистского электрона, пересекающего периодическую слоистую среду, в геометрии рассеяния Брэгга рассматривались в работах [44,45]. Необходимо отметить, что в работах [4045] когерентное рентгеновское излучение и динамические эффекты в нем были рассмотрены для прямолинейно пересекающего монокристалл

электрона. Естественно ожидать, что при рассмотрении когерентного

6

рентгеновского излучения реального пучка электронов расходимость пучка должна проявится в эффектах динамической дифракции как реальных фотонов (в ДПИ), так и псевдофотонов кулоновского поля релятивистского электрона (в ПРИ).

Многократное рассеяние релятивистского электрона на атомах монокристалла может оказывать влияние на спектрально-угловые характеристики ПРИ и ДПИ, возбуждаемых пучком релятивистских электронов. Традиционно влияние многократного рассеяния на свойства параметрического излучения учитывается усреднением сечения параметрического излучения по расширяющемуся пучку прямолинейных траекторий излучающих электронов. Между тем, в ряде экспериментальных работ [46-47] указывалось на несоответствие теории параметрического излучения, использующей усреднение по пучку прямолинейных траекторий излучающих частиц, полученным экспериментальным данным. Очевидно, в рамках такого подхода теряется вклад дифрагированного тормозного излучения. В рамках динамической теории дифракции в работе [48] была развита теория ПРИ релятивистского электрона в безграничном кристалле, не учитывающая ДПИ, но корректно учитывающая влияния многократного рассеяния излучающего электрона на характеристики ПРИ. В цитируемой работе на основе строгого кинетического подхода к усреднению сечения излучения по всем возможным траекториям излучающих частиц показано, что вклад ДТИ может быть весьма существенным. В [48] получены выражения, описывающие спектрально-угловые характеристики полного выхода излучения, без разделения когерентного излучения на механизмы ПРИ и ДТИ, что позволило оценить только относительный вклад этих механизмов излучения.

В настоящее время при проведении фундаментальных и прикладных экспериментальных исследований с использованием пучков электронов различных энергий, ученые сталкиваются с проблемой недостаточности информации о параметрах пучков. Важными параметрами пучка являются

его поперечные размеры и угловая расходимость. Главную проблему для физиков, занимающихся пучками релятивистских электронов в диапазоне энергий 100-1000 МэВ, составляет обеспечение измерений поперечных размеров пучка, поскольку угловая расходимость на современных электронных ускорителях составляет величину порядка 0.001 мрад, что не существенно для пучков электронов, имеющих размеры порядка и более десяти микронов. В настоящее время проектируются два линейных электрон-позитронных коллайдера [49,50]. В этих установках электроны и позитроны будут разгонятся до энергии 250 ГэВ, при этом поперечные размеры пучка предполагаются очень малыми (~ 5-100 нм) и главной проблемой станет измерение угловой расходимости. Решение этой проблемы позволит с большей точностью интерпретировать экспериментальные данные в фундаментальных и прикладных исследованиях. При этом для измерения необходимость использовать такие процессы, которые минимально воздействовали бы на сами измеряемые параметры. Возможности использования параметрического рентгеновского излучения (ПРИ) для диагностики поперечных размеров пучков релятивистских электронов недавно экспериментально исследовалась в работах [51,52]. Влияние расходимости электронного пучка на ПРИ в кристалле было экспериментально исследовано в Томске и Токио [53] для энергии электронов 600 и 800 МеУ соответственно. При этом было показано, что зависимость ПРИ от ориентации кристалла чувствительна к расходимости пучка, и предложено использовать ПРИ в качестве простого средства для определения угловой расходимости пучков заряженных частиц высокой энергии. В работе [54] для получения оперативной информации о положении и размерах электронного пучка предложено использовать параметрическое рентгеновское излучение, генерируемое в тонких кристаллах.

Дифрагированное переходное излучение релятивистских электронов в периодических средах имеет более узкое угловое распределение, чем параметрическое рентгеновское излучение. При этом можно предположить,

что расходимость электронного пучка будет более заметно влиять на угловую плотность ДПИ. При увеличении энергии излучающих электронов в пучке угловой разброс фотонов ДПИ уменьшается, при этом зависимость от расходимости электронного пучка ДПИ может усилиться. Так же ДПИ может быть достаточно существенно в тонкой мишени, когда многократное рассеяния электронов на атомах мишени пренебрежимо мало, что важно для измерения расходимости электронного пучка в режиме реального времени без ее изменения под влиянием процесса измерения.

АКТУАЛЬНОСТЬ настоящей диссертационной работы определяется:

- необходимостью поиска возможностей измерения угловой расходимости пучков релятивистских электронов высоких и сверхвысоких энергий;

- важностью исследования процессов когерентного рентгеновского излучения, генерируемого пучками релятивистских электронов, пересекающими периодические мишени, с точки зрения создания альтернативных источников рентгеновского излучения.

- важностью исследования проявления эффектов динамической дифракции в когерентном рентгеновском излучении пучков релятивистских электронов, пересекающих периодическую среду, с целью использования этих эффектов для повышения интенсивности создаваемых источников.

ЦЕЛЬЮ РАБОТЫ является исследование влияния расходимости пучка релятивистских электронов, пересекающих периодические среды на спектрально-угловые характеристики когерентного рентгеновского излучения. Для достижения данной цели развита теория когерентного рентгеновского излучения релятивистских электронов, пересекающих периодические среды.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА РАБОТЫ состоит в том, что в ней: 1. Развита динамическая теория когерентного рентгеновского излучения расходящегося пучка релятивистских электронов, пересекающих

монокристаллическую пластинку в геометриях рассеяния Лауэ и Брэгга, в рамках которой

-получены выражения, описывающие спектрально-угловые характеристики параметрического рентгеновского излучения, дифрагированного переходного излучения, учитывающие отклонения направления скорости электрона относительно оси электронного пучка, пересекающего монокристаллическую мишень в геометриях рассеяния Лауэ и Брэгга. Получены выражения, описывающие спектрально-угловые и угловые плотности ПРИ и ДПИ усредненные по нормальному угловому распределению (распределению Гаусса) расходящегося пучка релятивистских электронов, и нормированные на один электрон;

-определена зависимость угловой плотности ДПИ от расходимости электронного пучка. Показано, что при увеличении энергии излучающих электронов в пучке, угловой разброс фотонов ДПИ уменьшается, а зависимость угловой плотности ДПИ от расходимости электронного пучка усиливается. Показано, что расходимость пучка электронов высокой энергии влияет на угловую плотность ДПИ значительно сильнее, чем на угловую плотность ПРИ.

-показана возможность проявления эффекта аномального низкого фотопоглощения (эффекта Бормана) в ПРИ в условиях значительной

расходимости пучка (= д/|%0|) релятивистских электронов, пересекающих

монокристаллическую пластинку в геометрии рассеяния Лауэ. -показано, что при увеличении расходимости пучка релятивистских электронов увеличивается ширина спектра ПРИ возбуждаемого этим пучков в геометрии рассеяния Лауэ.

2. Развита динамическая теория когерентного рентгеновского излучения, генерируемого в периодической слоистой среде релятивистским электроном, многократно-рассеивающимся на атомах мишени. На основе построенной теории:

-получены аналитические выражения для спектрально-угловых и угловых плотностей параметрического рентгеновского излучения и дифрагированного переходного излучения в условиях многократного рассеяния релятивистского электрона на атомах мишени;

-показано, что при увеличении начальной расходимости электронного пучка возрастает как ширина, так и амплитуда спектра ПРИ, что ведет к существенному росту угловой плотности ПРИ релятивистского электрона; -показано, что амплитуда спектральной плотности ПРИ растет при уменьшении соотношения толщины слоя вольфрама к толщине слоя углерода, что обусловлено следующими тремя факторами: увеличением длины поглощения фотонов в мишени, усилением конструктивной интерференции волн от разных слоев мишени в режиме динамической дифракции и усилением эффекта аномального фотопоглощения (эффекта Бормана). Показано, что увеличение амплитуды спектральной плотности ПРИ приводит к росту угловой плотности ПРИ.

3. В рамках двухволнового приближения динамической теории дифракции получены выражения для двух ветвей решения дисперсионного уравнения, описывающих спектрально-угловые плотности ПРИ, возбуждаемого в периодической слоистой среде релятивистским электроном. На основе полученных выражений:

-показано, что при динамическом рассеянии рентгеновских волн в периодической среде возникает эффект аномального поглощения волн одного из возбуждаемых полей и аномального прохождения волн второго поля (эффект Бормана). Показано, что при изменении толщин дифрагирующих слоев можно усиливать или ослабевать эффект Бормана в ПРИ;

-показано, что существует оптимальное соотношения толщин отражающих слоев периодической слоистой среды, при которой спектрально-угловая плотность ПРИ релятивистского электрона максимальна.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ РАБОТЫ определяется: - Возможностью использования полученных результатов для развития экспериментальных исследований в области физики излучения быстрых заряженных частиц в монокристаллах и периодических слоистых средах; -Возможностью использования полученных результатов для разработки методов определения расходимости пучков релятивистских электронов высоких и сверхвысоких энергий, в частности, на проектируемых в настоящее время линейных электрон-позитронных коллайдерах.

ПОЛОЖЕНИЯ, ВЫНОСИМЫЕ НА ЗАЩИТУ:

1. Угловые плотности ДПИ и ПРИ, возбуждаемых пучком релятивистских электронов, пересекающих монокристалл в геометриях рассеяние Лауэ и Брэгга, зависят от угловой расходимости электронного пучка. При увеличении энергии излучающих релятивистских электронов в пучке, когда угловой разброс фотонов ДПИ уменьшается, зависимость угловой плотности ДПИ от расходимости электронного пучка усиливается. Угловая расходимость пучка электронов высокой энергии влияет на угловую плотность ДПИ значительно сильнее, чем на угловую плотность ПРИ

2. Даже в условиях большой угловой расходимости электронного пучка в когерентном излучении, возбуждаемом им в монокристаллической пластине, проявляются эффекты динамической дифракции. При этом, в частности, в параметрическом рентгеновском излучении возможно проявление эффекта аномального низкого фотопоглощения (эффекта Бормана). Ширина спектра ПРИ, возбуждаемого пучком релятивистских электронов в монокристаллической мишени, увеличивается с ростом расходимости пучка. Ширина спектра и угловая плотность ПРИ пучка релятивистских электронов, пересекающих монокристаллическую

мишень, зависят от асимметрии отражения поля электрона относительно поверхности мишени.

3. Рост ширины и амплитуды спектра ПРИ и соответствующий существенный рост угловой плотности ПРИ, возбуждаемого пучком релятивистских электронов, пересекающих мишень из периодической слоистой среды, при увеличении начальной расходимости электронного пучка.

4. Параметры динамического рассеяния рентгеновских волн в периодической слоистой среде зависят от соотношения толщин слоев; причем существует такое соотношение толщин отражающих слоев периодической слоистой среды, при котором спектрально-угловая плотность ПРИ релятивистского электрона будет максимальной. АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ

Результаты настоящей диссертации апробированы на 44, 45, 46 международных конференциях по физике взаимодействия быстрых заряженных частиц с кристаллами, Москва, МГУ, 2014, 2015, 2016 гг.; на 13 конференциях по физике высоких энергий, ядерной физике и ускорителям, Харьков, ННЦ ХФТИ, 2015 г.; на IV международной конференции «On Electron, Positron, Neutron and X-ray Scattering under External Influences», 1416 сентября 2015, Ереван, Армения; на 11 международной конференции «Radiation from Relativistic Electrons in Periodic Structures (RREPS-15)», 6-11 сентября, 2015,Санкт-Петербург. Результаты опубликованы в тезисах докладов [76-85] и в статьях [86-92].

ЛИЧНЫЙ ВКЛАД АВТОРА заключается в получении всех численных результатов работы, в выполнении значительной части аналитических расчетов по всей теме диссертации, участии в постановке рассмотренных задач, интерпретации результатов и в написании текстов публикаций. Автором сформулированы основные результаты диссертационной работы и написан текст диссертации.

СВЯЗЬ РАБОТЫ С НАУЧНЫМИ ПРОГРАММАМИ По тематике диссертационных исследований соискатель являлся исполнителем конкурсной части государственного задания №3.500.2014/К в ФГАОУ ВПО «Белгородский государственный национальный исследовательский университет».

СТРУКТУРА И ОБЪЕМ ДИССЕРТАЦИИ Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и списка цитируемой литературы. Объем диссертации составляет 124 страницы, включая список литературы из 92 наименований, содержит 33 рисунка. Первая глава посвящена развитию динамической теории когерентного рентгеновского излучения расходящегося пучка релятивистских электронов, пересекающих монокристаллическую пластинку в геометрии рассеяния Лауэ. На основе двух волнового приближения динамической теории дифракции получено выражение описывающие амплитуду процесса излучения релятивистского электрона, движущегося под определенным углом к оси электронного пучка. Далее получены выражения, описывающие амплитуды процессов излучения ПРИ и ДПИ. Получены выражения описывающие спектрально-угловые плотности ПРИ и ДПИ релятивистского электрона пересекающего монокристаллическую пластинку с учетом отклонения направления скорости электрона относительно оси электронного пучка. Выражения получены в рамках двух волнового приближения динамической теории дифракции для общего случая асимметричного отражения волн излучения, определяемого углом между отражающей системой параллельных атомных плоскостей кристалла и поверхности мишени. Для выявления влияния расходимости пучка электронов на эффекты динамической дифракции в когерентном рентгеновском излучении проведено усреднение спектрально-угловых плотностей излучений ПРИ и ДПИ одного электрона по всем возможным прямолинейным траекториям в пучке, усреднение проведено по угловому распределению в виде функции распределения Гаусса. Полученные выражения описывают усредненные по расходящемуся

пучку электронов спектрально-угловые плотности ПРИ и ДПИ, нормированные на один электрон. Исследовано проявление эффектов динамической дифракции в когерентном рентгеновском излучении расходящегося пучка релятивистских электронов. Рассмотрена возможность проявления эффекта Бормана в когерентном излучении в кристалле электронного пучка с достаточно большой расходимости в условиях асимметричного отражения, когда длина пути электрона в пластинке мала, что позволило пренебречь многократным рассеянием электрона, а длина пути фотона ПРИ в кристалле больше длины фотопоглощения, что должно привести к более яркому проявлению эффекта Бормана в ПРИ. Показано влияние эффекта Бормана на спектр ПРИ при отсутствии расходимости электронного пучка. Рассмотрено проявления эффекта Бормана в случае

достаточно большой расходимости электронного пучка = д/|%0| ~ 1 ттай.

Показана возможность проявления эффекта аномального низкого фотопоглощения (эффекта Бормана) в спектрально-угловой плотности параметрического рентгеновского излучения пучка релятивистских электронов, пересекающих монокристаллическую пластинку. Показано влияние эффекта Бормана на угловую плотность ПРИ как в условиях нулевой, так и в условиях большой расходимости пучка релятивистских электронов, пересекающих монокристаллическую пластинку. Другой динамический эффект, заключающийся в изменении ширины спектра параметрического рентгеновского излучения при изменении асимметрии отражения поля электрона относительно поверхности мишени, также исследован для случая, когда ПРИ, возбуждается пучком релятивистских электронов. Показано значительное уширение спектра ПРИ расходящегося пучка релятивистских электронов при изменении асимметрии отражения по сравнению с ПРИ нерасходящегося пучка релятивистских электронов. Показано, что угловые плотности ДПИ и ПРИ пучка релятивистских электронов, пересекающих монокристалл в геометрии рассеяние Лауэ, зависят от расходимости электронного пучка. Показано, что при увеличении

15

энергии излучающих релятивистских электронов в пучке, когда угловой разброс фотонов ДПИ уменьшается, зависимость угловой плотности ДПИ от расходимости электронного пучка усиливается.

Вторая глава диссертационной работы посвящена развитию динамической теории когерентного рентгеновского излучения расходящегося пучка релятивистских электронов, пересекающих монокристаллическую пластинку в геометрии рассеяния Брэгга. Так как актуальной задачей является измерение расходимости электронного пучка в режиме реального времени без учета многократного рассеяния электронов в мишени, то рассматривается случай тонкой мишень и не учитывается поглощение фотонов материалом среды. Используя аналитические процедуры аналогичные в Главе 1, получено выражения для спектрально-угловых плотностей ПРИ и ДПИ с учетом отклонения направления скорости электрона относительно оси электронного пучка. Эти выражения получены в рамках двухволнового приближения динамической теории дифракции для геометрии рассеяния Брэгга. Выражения содержат параметр, определяющий асимметрию отражения кулоновского поля электрона относительно поверхности мишени, который отражает зависимость спектрально-угловой плотности от угла между входной поверхностью мишени и кристаллографической плоскостью. Далее получены выражения, описывающие угловые плотности ПРИ и ДПИ. Рассмотрено влияние угловой расходимости пучка релятивистских электронов на угловые плотности излучений. Для этого проведено усреднение выражений, описывающих угловые плотности ПРИ и ДПИ для одного электрона по всем его возможным прямолинейным траекториям в пучке. Усреднение проведено по двумерной функции распределения Гаусса. Проведены численные расчеты угловых плотностей ПРИ и ДПИ пучка релятивистских электронов, проходящих через монокристаллическую пластинку вольфрама Ж(110) толщиной Ь = 2мкм, нормированных на один электрон. На основе полученных в главе выражений показана зависимость

угловой плотности как для ДПИ, так и ПРИ пучка релятивистских

16

электронов, пересекающих монокристалл в геометрии рассеяния Брэгга, от расходимости электронного пучка. Показано, что при увеличении энергии излучающих релятивистских электронов в пучке, когда угловой разброс фотонов ДПИ уменьшается, зависимость угловой плотности ДПИ от расходимости электронного пучка усиливается. Показано, что расходимость пучка электронов высокой энергии влияет на угловую плотность ДПИ значительно сильнее, чем на угловую плотность ПРИ.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Коськова, Татьяна Валерьевна, 2016 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Файнберг Я.Б., Хижняк Н.А. О параметрическом рентгеновском излучении быстрых заряженных частиц в периодических средах // ЖЭТФ.

- 1957. - Т.32. - №4. - с 883 - 885.

2. Тер - Микаэлян М.Л. Влияние среды на электромагнитные процессы при высоких энергиях - Ереван, Издательство АН Армянской ССР,1969.

3. Барышевский В.Г., Феранчук И.Д. О переходном излучении у - квантов в кристалле. //ЖЭТФ. - 1971. - Т.61. - с.944 - 948.

4. Барышевский В.Г., Феранчук И.Д. К квантовой теории излучения электронов в кристалле.// ДАН БССР. - 1974. - Т.18. - №6. - с.499 - 502.

5. Baryshevsky V.G., Feranchuk I.D. Parametric X-ray from ultrarelatevistic electrons in cristal: theory and possibilities of practical utilization.// J. Physique.

- 1983. - V.44. - p.913 - 933.

6. Гарибян Г.М., Ян Ши. Боковые пятна РПИ в кристаллах и их влияние на центральное пятно.//ЖЭТФ. - 1972. - Т.63. - вып.4 .- с. 1198 - 1210.

7. Пинскер З.Г. Рентгеновская кристаллооптика. М. Наука, 1982.

8. Гарибян Г.М., Ян Ши, Квантовая макроскопическая теория излучения равномерно движущейся заряженной частицы в кристалле.//ЖЭТФ. -1971. - Т.61. - с.930 - 943.

9. Агинян М.А., Ян Ши. Эффекты когерентности квазичеренковского излучения в кристаллах.//Изв. АН Армянской ССР, сер. Физика. - 1986. -Т.21. - вып.55. - с.280 - 283.

10. Барышеский В.Г. Каналирование, излучение и реакции в кристаллах при высоких энергиях. - Минск: Изд. БГУ, 1982.

11. Гарибян Г.М., Ян Ши Рентгеновское переходное излучение. - Ереван: Изд. Арм ССР, 1983, 320с.

12. Nitta H. Kinematical theory of parametric X - ray radiation.//Phys.Lett.A. -1991. - V.158. - p.270 - 274.

13. Feranchuk I.D. and Ivashin A.V. Theoretical investigation of parametric x-ray

features.// J. Physique. - 1985. - V.46. - p.1981 - 1986.

116

14. Caticha A., Transition-diffracted radiation and the C erenkov emission of x rays //Phys.Rev. A. - 1989. -V.40. - p.4322.

15. Caticha A. Quantum theory of the dynamical Cherenkov emission of x - ray.// Phys. Rev. - 1992. - V.45B. - p. 9541 - 9551.

16. Nitta H. Theory of coherent x - ray radiation byrelativistic particles in single crystal.//Phys.Lett.B. - 1992. - V.45. - p 7621 - 7627.

17. Воробъев С.А., Калинин Б.Н., Пак С., Потылицын А.П. Обнаружение монохроматического рентгеновского излучения при взаимодействии релятивистских электронов с монокристаллом алмаза. //Письма в ЖЭТФ.

- 1985. - Т.41. - Вып.1. - с. 3 - 6.

18. Adishchev Yu. N., Didenko A.N., Mun V.V., Pleshkov G.A. Potylitsin A.P., Tomchakov V. K., Uglov S.R., Vorobiev S.A.// Nucl. Instr. and Meth.B. -1987. - V.21. - p.49 - 55.

19. Адищев Ю.Н., Бабаджанов Р.Д., Воробьев С.А., Калинин Б.Н., Мун В.В., Пак С., Плешков Г.А., Потылицын А.П., Углов С.Р.//ЖЭТФ. - 1987. -Т.93. - с.1943 - 1950.

20. Адищев Ю.Н., Верзилов В.А., Воробьев С.А., Потылицын А.П., Углов С.Р.//Писма в ЖЭТФ. - 1988. - Т.48. - с.311 - 314.

21. Adishchev Yu.N., Verzilov V.A., Potylitsin A.P., Uglov S.R., Vorobiev S.A.// Nucl. Instr. and Meth.B. - 1989. - V. 44. - p. 130 - 136.

22. Адейшвили Д.И., Блажевич С.В., Болдышев В.Ф., Бочек Г.Л. Витько В.И., Мороховский В.И., Шраменко Б.И.//ДАН СССР. - 1988. - Т.289. - с.844 -846.

23. Адейшвили Д.И., Блажевич С.В., Бочек Г.Л., Кулибаба В.И., Лапко В.П., Мороховский В.Л., Фурсов Г.Л., Щагин А.В.//ПТЭ. - 1989. - T.3. - с.50 -52. Поправку см. ПТЭ. - 1989. - Т.6. - с4.

24. Мороховский В.Л., Щагин А.В.//ЖТФ. - 1990. - Т.60. - с.147 - 150.

25. Shchagin A.V., Pristupa V.I., Khizhnyak N.A.//Phys. Lett.A. - 1990. - V.148.

- p.485 - 488.

26. Авакян Р.О., Аветисян А.Е., Адищев Ю.Н., Гарибян Г.М., Данагулян С.С., Кизогян О.С., Потылицин А.П., Тароян С.П., Элбокян Г.М., Ян Ши.//Письма в ЖЭТФ. - 1987. - Т.45. - с.313 - 316.

27. Fiorito R.B., Rule D.W., Maruyama X.K., DiNova K.L., Evertson S.J., Osborne M.J., Snyder D., Rietdyk H., Piestrup M.A., Ho A.H.//Phys.Rev.Lett. - 1993. -V.71. - p.704 - 707.

28. Fiorito R.B., Rule D.W., Piestrup M.A, Qiang Li, Ho A.H., Maruyama X.K.// Nucl. Instr. and Meth.B. - 1993. -V.79. - p.758 - 761.

29. Fiorito R.B., Rule D.W., Piestrup M.A., Maruyama X.K., Silzer R.M., Skopik D.M., Shchagin A.V.//Phys.Rev.E. - 1995. - V.51.

30. Asano S., Endo I., Harada M., Ishii S., Kobayashi T., Nagata T., Muto M., Yoshida K., Nitta H.// Phys.Rev.Lett. - 1993. - V.70. - p.3247 - 3250.

31. Freudenberger J., Gavrikov V.B., Galemann M., Genz H., Groening L., Morokhovskii V.L., Morokhovskii V.V., Nething U., Richter A., Sellschop J.P.F., Shul'ga N.F.// Phys.Rev.Lett. - 1995. - V.74. - p.2487 - 2490.

32. Artru X., Rullhusen P.// Nucl. Instr. and Meth.B. - 1998. - V.145. - p.1 - 7.

33. Caticha A.// Phys. Rev. A. 1989. V. 40. P. 4322.

34. Baryshevsky V.// Nucl. Instr. and Meth. A. 1997. V. 122. P.13.

35. Nasonov N.// Phys. Lett. A. 1998. V. 246. P. 148.

36. Гинзбург В.Л., Франк И.М.// ЖЭТФ. 1946. Т. 16. С. 15.

37. B. Pardo and J.-M. Andre, Phys. Rev. E 65 (2002) 036501.

38. Nasonov N.N., Kaplin V.V., Uglov S.R., Piestrup M.A., Gary C.K. // Phys. Rev. E. 2003. V. 68. P. 3604.

39. Kaplin V. V., Uglov S. R., Zabaev V. N., Piestrup M. A., Gary C. K., Nasonov N.N., and Fuller M. K.// Appl. Phys. Lett. 2000. V. 76. P. 3647.

40. S.V. Blazhevich, A.V. Noskov, On the dynamical effects in the characteristics of transition radiation produced by a relativistic electron in a single crystal plate // Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B - 2006. - V. 252. -p. 69-74.

41. S.V. Blazhevich, A.V. Noskov, Coherent X-radiation of relativistic electron in a single crystal under asymmetric reflection conditions// Nucl. Instr. and Meth. В -2008. - V.266. - p. 3770-3776.

42. S.V. Blazhevich, A.V. Noskov, The Borrmann effect in parametric X-radiation under asymmetric reflection conditions// Nucl. Instr. and Meth. В -2008. -V.266. - p. 3777-3780.

43. С.В. Блажевич, И.В. Колосова, А.В. Носков, // Журнал Экспериментальной и Теоретической Физики (ЖЭТФ), Т.141. Вып.4. , 2012. С.627.

44. S. Blazhevich, A. Noskov, Dynamic theory of coherent X-radiation of relativistic electron within a periodic layered medium in Bragg scattering geometry// Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B-2013. - V 309, 15 August 2013, P. 70-75.

45. С.В. Блажевич, Ю.П. Гладких, А.В. Носков, Когерентное рентгеновское излучение, возбуждаемое релятивистским электроном в периодической слоистой структуре в геометрии рассеяния Брэгга// Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования. - 2013.- №4.-с.99-109.

46. Chefonov O.V., Kalinin B.N., Naumenko G.A., Podalko D.V. et al.//Nucl. Instr.Meth.B. 2001. V.173. P. 18

47. Bogomazova E.A., Kalinin B.N., Naumenko G.A., Podalko D.V. et al.//Nucl. Instr.Meth B. 2003. V.201. P.276.

48. Насонов Н.Н., Насонова В.А., Носков А.В. // Поверхность. Рентген., синхротр. и нейтрон. исслед. 2004. №4. С.18.

49. ILC Technical Design Report, 12 June 2013.

50. A Multi-TeV linear collider based on CLIC technology: CLIC Conceptual Design Report / edited by M. Aicheler et. al CERN, 2012. 841 p.

51. Y. Takabayashi, Phys. Lett. A 376. 2408 (2012).

52. Y. Takabayashi, K. Sumitani, Phys. Lett. A 377. 2577 (2013).

53. B.N. Kalinin, A.P. Potylitsin, V.A. Verzilov, I.E. Vnukov et. al. Nucl. Instr. and Meth. in Physics Research. A 350. 601 (1994).

54. A. Gogolev, A. Potylitsyn, G. Kube, J. Phys. Conference Series 357. 012018 (2011).

55. В.А. Базылев, Н.К. Жеваго, Излучение быстрых частиц в веществе и внешних полях, Наука, Москва (1987), c. 272.

56. Н.Н. Насонов,А.В. Носков, В.И. Сергиенко, В.Г. Сыщенко// Изв. ВУЗов. Физика. - 2001. - №6. - с. 75- 83.

57. G. Borrmann, Zh. Phys. 42 (1941) 157

58. Sukhikh L.G., Gogolev S.Yu., and Potylitsyn A.P. //J. Phys. Conference Series. 2010. V. 236. P. 012011.

59. Konkov A.S., Karataev P.V., Potylitsyn A.P. and Gogolev A.S.// J. Phys. Conference Series. 2014. V. 517. P. 012003.

60. Kaplin V.V., Uglov S.R.// Nucl. Instr. Meth. In Phys. Res. B. 1998. V. 145. P. 253.

61. N.N. Nasonov, V.V. Kaplin, S.R. Uglov, M.A. Piestrup, C.K. Gary, Phys. Rev. E 68, 3604 (2003).

62. H. Backe, G. Kube and W. Lanth, Electron-Photon Interaction in Dense Media, Ed. H. Wiedemann, Kluwer Academic Publishers, Dortrecht, , p. 153 - 181. (2001).

63. Н. Ф. Шульга, М. Табризи, Письма в ЖЭТФ 76, вып.5, 337 (2002).

64. O.V. Chesonov, B.N. Kalinin, G.A. Naumenko, D.V. Podalko et al., Nucl. Instr.Meth.B 173, 18 (2001)

65. E.A. Bogomazova, B.N. Kalinin, G.A. Naumenko, D.V. Podalko et al., Nucl. Instr.Meth B 201, 276 (2003).

66. Н.Н. Насонов, В.А. Насонова, А.В. Носков, Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования №4, 18 (2004).

67. T. Tanaka et al., Nucl. Instrum. Meth. B 93, 21 (1994).

68. K. Yamada, T. Hosokawa, H. Takenaka Phys. Rev. A 59, 3673 (1999).

69. S. Asano et al., Phys. Rev. Lett. 70 3247 (1993).

70. A. E. Kaplan, C. T. Law, P. L. Shkolnikov, Phys. Rev. E 52, 6795 (1995)

71. B. Pardo and J.-M. Andre, Phys. Rev. E 65 , 036501 (2002).

72. V. V. Kaplin, S. R. Uglov, V. N. Zabaev, M. A. Piestrup, C. K. Gary, N.N. Nasonov, and M. K. Fuller, Appl. Phys. Lett. 76, 3647 (2000).

73. С.В. Блажевич, И.В. Колосова, А.В. Носков, ЖЭТФ 141. Вып.4. , 627 (2012).

74. Л.Д. Ландау, И.Я. Померанчук , Докл. АН СССР. 92, 735 (1953).

75. М.Л. Тер-Микаелян, Докл. А.Н. СССР. 94, 1033 (1954).

76. С.В. Блажевич, Т.В. Коськова, С.Н. Немцев, А.В. Носков, Дифрагированное переходное излучение пучка релятивистских электронов в тонкой монокристаллической пластинке// Тезисы докладов XLVI международной Тулиновской конференции по физике взаимодействия заряженных частиц с кристаллами, Москва, МГУ, 31 мая - 2 июня, 2016 г.

77. S.V. Blazhevich, S.N. Nemtsev, T.V. Koskova, A.V. Noskov, Influence of multiple scattering on dynamical effect manifestation in coherent X-ray radiation by relativistic electron// Book of Abstracts IV International Conference On Electron, Positron, Neutron and X-ray Scattering under External Influences, 1416 September 2015, Yerevan-Meghri, Armenia, P.41.

78. S.V. Blazhevich, T.V. Koskova, A.A. Mozilov, A.V. Noskov, Diffracted transition radiation by divergent beam of relativistic electrons crossing a single-crystal plate// Book of Abstracts IV International Conference On Electron, Positron, Neutron and X-ray Scattering under External Influences, 14-16 September 2015, Yerevan-Meghri, Armenia, P.11.

79. S. Blazhevich, T. Koskova, A. Ligidov, A.V. Noskov, Comparison of DTR spectral-angular characteristics of divergent beam of relativistic electrons in scattering geometry of Laue and Bragg// Book of Abstracts XI International Symposium: Radiation from Relativistic Electrons in Periodic Structures (RREPS-15), September 6-11, 2015, Saint Petersburg, Russia, P.69.

80. S. Blazhevich, T. Koskova S. Nemtsev, A. Noskov, Influence of multiple scattering of relativistic electron on coherent x-ray radiation// Book of Abstracts

XI International Symposium: Radiation from Relativistic Electrons in Periodic Structures (RREPS-15), September 6-11, 2015, Saint Petersburg, Russia, P.102.

81. С.В. Блажевич, Т.В. Коськова, А.В. Носков, Влияние расходимости электронного пучка, пересекающего монокристаллическую пластинку, на спектрально-угловые характеристики когерентного рентгеновского излучения// Тезисы докладов XLV международной Тулиновской конференции по физике взаимодействия заряженных частиц с кристаллами, Москва, МГУ, 26 мая - 28 мая, 2015 г., С. 49.

82. С.В. Блажевич, Т.В. Коськова, С.Н. Немцев, А.В. Носков, Развитие динамической теории параметрического рентгеновского излучения релятивистского электрона в периодической слоистой среде в условиях многократного рассеяния// Тезисы докладов XLV международной Тулиновской конференции по физике взаимодействия заряженных частиц с кристаллами, Москва, МГУ, 26 мая - 28 мая, 2015 г., С. 61.

83. С.В. Блажевич, Ю.П. Гладких, Т.В. Коськова, А.В. Носков, Развитие динамической теории когерентного рентгеновского излучения многократно рассеивающихся релятивистских электронов в периодической слоистой среде// Тезисы докладов XIII конференции по физике высоких энергий, ядерной физике и ускорителям, Украина, Харьков, ННЦ ХФТИ, 16-20 марта 2015 г, С.77.

84. С.В. Блажевич, Г.А. Гражданкин, Р.А. Загороднюк, Т.В. Коськова, И.В. Колосова, Влияние расходимости электронного пучка, пересекающего монокристаллическую пластинку в геометрии рассеяния Брэгга, на спектрально-угловые характеристики когерентного излучения// Тезисы докладов XIII конференции по физике высоких энергий, ядерной физике и ускорителям, Украина, Харьков, ННЦ ХФТИ, 16-20 марта 2015 г, С.77.

85. Блажевич С.В., Гладких Ю.П., Колосова И.В., Коськова Т.В., Носков А.В., Параметрическое рентгеновское излучение релятивистского электрона в периодической слоистой среде в условиях многократного рассеяния// Тезисы докладов XLIV международной Тулиновской конференции по

физике взаимодействия заряженных частиц с кристаллами, Москва, МГУ, 27 мая - 29 мая, 2014 г., С. 52.

86. С.В. Блажевич, Т.В. Коськова, А.В. Носков, Влияние многократного рассеяния релятивистского электрона в периодической слоистой среде на когерентное рентгеновское излучение// Журнал экспериментальной и теоретической физики, 2016, том.149, вып.1 стр. 5-13.

87. С. В. Блажевич, Т.В. Коськова, А.В. Носков, Влияние расходимости электронного пучка, пересекающего монокристаллическую пластинку, на спектрально-угловые характеристики когерентного рентгеновского излучения// Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования, 2016, №8, с.63-69.

88. С.В. Блажевич, Т.В. Коськова, А.В. Носков, Проявление эффектов динамической дифракции в когерентном рентгеновском излучении расходящегося пучка релятивистских электронов в монокристалле// Известия ВУЗов. Физика. № 5, Т. 58, стр. 3-12, 2015.

89. С.В. Блажевич, Т.В. Коськова, А.В. Носков, Эффекты динамической дифракции в параметрическом рентгеновском излучении релятивистских электронов в периодической слоистой среде // Известия ВУЗов. Физика. 2014, Т.57, №6, с. 110-118.

90. S. V. Blazhevich, T. V. Koskova, A. Z. Ligidov, A.V. Noskov, Comparison of DTR spectral-angular characteristics of divergent beam of relativistic electrons in scattering geometry of Laue and Bragg// Journal of Physics: Conference Series, V. 732, 2016, P. 012014.

91. S.V. Blazhevich, Yu.A. Boltenko, T.V. Koskova, A.A. Mazilov, A.V. Noskov, Influence of relativistic electron beam divergence on angular characteristics of PXR and DTR generated in a single-crystal plate in Bragg scattering geometry// Problems of Atomic Science and Technology ISSN 1562-6016.2015. №5(99), р. 3.

92. S.V. Blazhevich, T.V. Koskova, A.A. Mozilov, A.V. Noskov, Diffracted transition radiation by divergent beam of relativistic electrons crossing a single-

crystal plate// Proceedings International Conference On Electron, Positron, Neutron and X-ray Scattering under External Influences. (Yerevan-Meghri, Armenia, September 14-20, 2015) 2016, P.7 -24.