Неоклассические эффекты вызванные нарушением симметрии сепаратрисы (в ловушках с заряженной плазмой и стеллараторах) Ю.А.Цидулко План • • • • • • • • • • • • • Ловушка Малмберга-Пеннинга с “пережатой” плазмой Нарушения симметрий Нарушения симметрий в стеллараторах Характерные масштабы энергии Две задачи: радиальный транспорт и трехволновое взаимодействие Стационарная модель Численные результаты Качественное рассмотрение Аналитическое описание для режима плато Система уравнений для эволюции гармоник Радиальный транспорт. Эксперимент Эволюция собственных мод. Эксперимент Что дальше? Ловушка Малмберга-Пеннинга с “пережатой” плазмой • Ловушки Малмберга-Пеннинга: моделирование океанских течений , накопление антипротонов, создание сверхнизких температур, Q-биты квантовых компьютеров. • Поперечное удержание: частицы одного сорта, аксиальная симметрия, r<d – термодинамическое равновесие. • Физика радиального переноса бесконечно далека от понимания • Изучение удержания – создание искусственных дефектов. • “Пережатие” приводит к разделению на захваченные и пролетные частицы • Нарушение аксиальной симметрии особенно эффективно в окрестности сепаратрисы. Нарушение симметрии • Z-антисимметричные возмущения: m=1 диполь D левые, пролетные и правые дрейфовые поверхности становятся различными => неоклассический радиальный перенос и затухание антисимметричных колебаний (TPD мод) (Кабанцев, Driscoll, … O’Neil, … Dubin, 2001 – 2008) • • дрейфовые поверхности Z-симметричные возмущения нарушают соответствие геометрии сепаратрисы и дрейфовых поверхностей, но не приводят к аномальному переносу. Совместно симметричные и антисимметричные возмущения => новые эффекты эквипотенциаль “сжимающего” потенциала m=2 квадруполь Q max( )( x, y ) E => z сепаратриса Нарушение симметрии в стеллараторах Супер-банан аналог z-симметр. возмущения • Различие в геометрии витков соленоида – аналог z-антисимметричного возмущения Характерные масштабы энергии • Концевые потенциалы ~ 100 V • Потенциал плазмы jp ~ 30 V • Температура T ~ 1 eV • Cепаратрисный cлой W ~ 0.05 eV Новые эффекты при DE > W • Уширение за 1 баунс w~ 0.015 eV w T c tb c - частота столкновений W w R R tr / tb ~ 10 - Rigidity –отношение периода вращения к баунс периоду Две задачи • Радиальный транспорт z-симметричные и антисимметричные возмущения создаются потенциалами на стенке • Трехволновое взаимодействие Q D+D Вращающееся квази-стационарное распределение. Нет взаимодействия с естественными дефектами. Стационарная модель => Стационарное распределение Линеаризация относительно z-антисиммитричного j и итерации двумерной Fa(e,q) e - кинетическая энергия Другой метод – Монте-Карло (не нужна линеаризация) Численные результаты - эффективная амплитуда Q возмущения - фазово-независимый и зависимый потоки Качественное рассмотрение E=const E=const Условие узости зоны релаксации: Аналитическое описание для режима плато - Максвелл[невозмущенный адиабат.инвариант] Система уравнений для эволюции гармоник Квази-стационарное решение: фазово-зависимый и независимый радиальные потоки Эволюция собственных мод: Радиальный транспорт. Эксперимент. A.Кабанцев, NNP-2008 Эволюция собственных мод. Эксперимент. • т Что дальше? • Изучение резонансного режима • Учет магнитных дефектов • “Вращающаяся” стенка • Проверка на ионной ловушке – оптическая диагностика