Два режима автомодельной эволюции заряженной плазмы

Получено аналитическое описание двух автомодельных режимов эволюции сильноточного пучка заряженных частиц. Рассматриваемая ситуация относится к разделу электродинамики заряженной плазмы (nonneutral plasma). Использовано описание процесса на основе нелинейной одномерной эволюции плотности заряда $w(x,t)$ в канале длинной линии с нелинейными распределенными параметрами – сопротивлением, емкостью и индуктивностью: $R=R(w)$, $C=C(w)$, $L$ = 0. Показано, что на начальном этапе происходит ускорение фронта $w(x,t)$. На втором этапе происходит торможение его. За основу описания процесса в канале взят закон сохранения зарядов. Применен “кинематический” подход, заключающийся в идеализации, когда уравнение для двух неизвестных функций: плотность заряда и плотность тока в канале приводится к уравнению для одной неизвестной функции $w(x,t)$. Исследована ситуация сильно нелинейного волнового процесса. Построено разрывное решение $w(x,t)$ с нулевым граничным условием на бесконечности. Использование такого модельного описания может претендовать только на выявление основных качественных закономерностей сложного процесса. Получены аналитические законы эволюции скорости фронта и длины возмущенной области. На основе анализа экспериментальных данных об эволюции стримеров предложена взаимосвязь параметра, характеризующего нелинейность процесса с величиной заряда в междуэлектродном промежутке.