Введение 2
2 Графен и его особенности 4
3 Основные формулы 7
4 Динамика движения в постоянном электромагнит ном поле 10
5 Динамика движения в поле плоской волны 14
5.1 Плоская монохроматическая волна 15
5.2 Анализ одномерной подзадачи 17
6 Излучение заряженной частицы 19
7 Излучение, создаваемое в режиме fi = 1 21
8 Излучение в режиме fi > 1 27
9 Излучение в режиме fl < 1 33
10 Заключение 37
Список литературы 38
Поведение массивных заряженных частиц во внешнем электромагнитном поле и создаваемое ими излучение изучалосв многими авторами, как в уже ставших классическими учебниках [1], [8], [18], [22], так и в статвях [5], [6], [23]. Также еств исследования, посвящённые излучению безмассоввш заряженнвш частиц [3].
Целвю данной работв1 является исследование поведения массивной заряженной частицв! с линейным законом дисперсии. Подобная ситуация имеет место для электрона, находящегося в графене, при низких энергиях [10].
Данная тема исследования интересна тем, что рассматриваемая частица имеет постоянный модули скорости. Помимо этого, за счёт линейного закона дисперсии отсутствует запрещенная зона между валентной зоной и зоной проводимости, что делает возможным переход электрона в дырку при наличии электрического поля [13].
В работе была рассмотрена динамика заряженной частицы с линейным законом дисперсии во внешнем электромагнитном поле и создаваемое ей излучение. Для вывода уравнений движения исполвзоваласв модели, описываемая функционалом действия (1). Были предложены два подхода к решению уравнения движения (5) без учёта реакции излучения. Также в работе обсуждаются общие свойства, характерные для частиц с линейным законом дисперсии, не имеющие аналога в модели классической заряженной массивной частицы.
Результатом работы является получение решений уравнений движения (3) — (6), описывающих движение заряженной частицы в плоскости с постоянным модулем скорости, в наиболее физически интересных случаях, а именно, в постоянном электромагнитном поле (4) и в поле плоской электромагнитной волны 1. Для данных решений получены условия, при которых будет происходить переход частицы в античастицу при движении в постоянном поле 7, 8, 9 и в поле монохроматической волны 5. Был предложен метод построения решения для античастицы на основе решения для частицы. Также были получены явные выражения для спек- тралвно углового распределения в трёх режимах в постоянном поле.
Благодаря используемому в работе подходу удалось получить выражения, описывающие эволюцию системы и рассчитать спектральн угловое распределение в различных режимах. В рамках же квантовой электродинамики (КЭД) получение спектральных характеристик многофотонного излучения затруднительно. Рассмотренная модификация в виде линейного закона дисперсии (3), (4) к стандартным уравнениям Лоренца, описывающим массивную заряженную частицу в электромагнитном поле, приводят к ряду отличий, из которых стоит выделить возможность перехода частицы в античастицу. Также специфический вид динамики в монохроматической волне и аналоге скрещенных полей fl = 1. В режиме fl = 1 полная мощность излучения конечна, а спектрально-угловое распределение имеет интересны особенности.
Дальнейший интерес представляет расчёт спектральных характеристик излучения в поле плоской электромагнитной волны. Помимо этого, можно рассмотреть модификацию данной задачи
Г. Багров, В.А. Бородовицын. Теория излучения релятивистских частиц. // М.: Физматлит, - 2002. - 576 с.
[2] В.Г. Багров, В.В. Белов, В.Н. Задорожный, А.Ю. Трифонов. Методы математической физики. Т.1. // Томск: НТЛ, - 2002.
- 670 с.
[3] P.O. Kazinski, A.A. Sharapov. Radiation reaction for a massless charged particle. // Class. Quant. Grav. - 2003. - V. 20. - P. 2715-2725.
[4] О. V. Bogdanov, P.O. Kazinski, G.Yu. Lazarenko. Properties of an ultrarelativistic charged particle radiation in a constant homogeneous crossed electromagnetic Held. // Annals of Physics.
- 2017. - V. 380. - P. 23-40.
[5] P.O. Kazinski. Radiation of de-excited electrons at large times in a strong electromagnetic plane wave. // Annals of Physics. -
2013. - V. 339. - P. 446.
[6] О. V. Bogdanov, P.O. Kazinski. Properties of electrons scattered by a strong plane electromagnetic wave with a linear polarization: semiclassical treatment. // Pis‘ma v ZhETF. -
2014. - V. 101. - No. 3. - P. 224-231.
[7] L.D. Landau, E.M. Lifshitz. The Classical Theory of Eields. // Pergamon, Oxford. - 1962. - 504 p.
[8] Д. Джексон. Классическая электродинамика. // M.: Мир, - 1965. - 702 с.
[9] Е. Hemsing, G. Stupakov, D. Xiang, A. Zholents. //Rev. Mod. Phys. - 2014. - V. 86. - P. 897.
[10] A.H. Castro Neto, F. Guinea, N.M.R. Peres, K.S. Novoselov, A.K. Geim. The electronic properties of graphene. // arXiv e-print archive. - 2007. - V. 0709. - P. 1163. - URL: http://arxiv.org/abs/0709.1163v2
[11] A.H. Castro Neto, F. Guinea, N.M.R. Peres, K.S. Novoselov, A.K. Geim. The electronic properties of graphene. // Rev. Mod. Phys. - 2009. - V. 109. - P. 81-109.
[12] K.S. Novoselov, A.K. Geim, S.V. Morozov, D. Jiang, Y. Zhang, S.V. Dubonos, I.V. Gregorieva and A.A. Fiesov. Electric Field Effect in Atomically Thin Carbon Films. // Science - 2004. - V. 306. - P. 666-669.
[13] P.R. Wallace. The Band Theory of Graphite. // Phys. Rev. - 1947. -V. 71. - P. 622.
[14] J.S. Bunch, A.M. van der Zande, S.S. Verbridge, I.W. Frank, D.M. Tanenbaum, J.M. Parpia, H.G. Craighead , P.L. McEuen. Electromechanical Resonators from Graphene Sheets. // Science
- 2007. - V. 315. - P. 490.
[15] A.A. Balandin, S. Ghosh, W. Bao, I. Calizo, D. Teweldebrhan, F. Miao, C.N. Lau. Extremely High Thermal Conductivity of Graphene: Experimental Study. // Nano Letters. - 2008. - V. 8.
- No. 3. - P. 902-907.
..24