粒子運動論~惑星から荷電粒子まで——4.応用——4.5自由電子レーザー中の相対論的荷電粒子の運動

摘要

ハミルトン構造を維持しつつ,正準座標の制限を取り去った非正準Lie摂動論は,ジャイロ運動論モデルを構築する数学的基礎として核融合プラズマ分野で発展してきた.この摂動論は,同様に多様な磁場や電場の中で運動する荷電粒子系である加速器や自由電子レーザー中の粒子ビームや高強度レーザーに照射されたプラズマ粒子の解析にも有力である可能性がある.ここでは,この手法を,収束型ウイグラー磁場とガイド磁場が共存した自由電子レーザー中での相対論的電子の軌道解析や共鳴近傍でのビーム安定性の解析,許容されるビーム電流限界の評価などに適用し,その有用性と意義について議論する.