Создание нового высокоградиентного (более 100 МэВ/м) метода ускорения пучков заряженных частиц является фундаментальной проблемой физики ускорителей. Приближение к физическим пределам параметров систем на традиционных схемах ускорения и бурное проникновение высоких технологий в физику формирования и контроля пикосекундных электронных сгустков в последние годы позволяет говорить о принципиально новых экспериментальных подходах в этой области физики. В цикл работ входят теоретический анализ и экспериментальная демонстрация одного из наиболее перспективных новых методов ускорения электронов – кильватерного многопучкового ускорения в ускоряющей структуре с высоким коэффициентом трансформации.
Кильватерные методы ускорения являются логическим развитием как коллективных методов ускорения, разработанных коллективом под руководством академика Г. И. Будкера, так и теории черенковского излучения сгустков в вакуумированных диэлектрических структурах, развитой профессором Б. М. Болотовским.
Наиболее критическими моментами для кильватерного ускорения являются:
– генерация кильватерной электромагнитной волны релятивистскими электронными пучками в волноводных структурах с диэлектрическим или плазменным заполнением
– подавление поперечных неустойчивостей релятивистских электронных пучков, движущихся вдоль оси кильватерного волновода
– повышение эффективности процесса передачи энергии от ведущего сгустка к ускоряемому, характеризуемому коэффициентом трансформации энергии
– увеличение ускоряющего кильватерного поля E, генерируемого ведущим сгустком
– компенсация сдвигов частот отдельных секций кильватерного волновода, вызванных отклонениями (допусками) реальных параметров волновода от расчетных значений