ПЛА́ЗМЕННОЕ Э́ХО

ПЛА́ЗМЕННОЕ Э́ХО, ко­ге­рент­ный от­клик плаз­мы (от­вет­ный элек­тро­маг­нит­ный сиг­нал) на внеш­нее элек­тро­маг­нит­ное воз­дей­ст­вие (сиг­нал), про­ис­хо­дя­щий с про­стран­ст­вен­ным или вре­менны́м сдви­гом от­но­си­тель­но это­го воз­дей­ст­вия; обу­слов­лен об­ра­ще­ни­ем про­цес­са бес­столк­но­ви­тель­ной ре­лак­са­ции воз­бу­ж­де­ний за счёт не­ли­ней­но­сти или не­од­но­род­но­сти плаз­мы.

В за­ви­си­мо­сти от по­ста­нов­ки экс­пе­ри­мен­та раз­ли­ча­ют про­стран­ст­вен­ное и вре­мен­нóе П. э. Про­стран­ст­вен­ное П. э. воз­ни­ка­ет, ко­гда раз­не­се­ны об­лас­ти элек­тро­маг­нит­но­го воз­дей­ст­вия (ис­точ­ни­ка) и ко­ге­рент­но­го от­кли­ка плаз­мы, но дей­ст­вие ис­точ­ни­ка и от­клик плаз­мы про­ис­хо­дят прак­ти­че­ски од­но­вре­мен­но. Ес­ли ис­точ­ник и от­клик плаз­мы про­стран­ст­вен­но со­вме­ще­ны, но от­клик плаз­мы воз­ни­ка­ет с не­ко­то­рым за­паз­ды­ва­ни­ем во вре­ме­ни, то го­во­рят о вре­мен­нóм П. э. Воз­мо­жен и ком­би­ни­ров. ва­ри­ант – про­стран­ст­вен­но-вре­мен­нóе эхо, воз­ни­каю­щее, напр., при воз­дей­ст­вии на плаз­му дву­мя по­сле­до­ва­тель­ны­ми элек­трич. им­пуль­са­ми с по­мо­щью раз­не­сён­ных в про­стран­ст­ве се­ток. П. э. мо­жет на­блю­дать­ся в изо­троп­ной плаз­ме, в плаз­ме с внеш­ним маг­нит­ным по­лем, в столк­но­ви­тель­ной плаз­ме по­лу­про­вод­ни­ков, в силь­но вы­ро­ж­ден­ной элек­трон­ной плаз­ме.

П. э. при­во­дит к не­ло­каль­но­му не­ли­ней­но­му пре­об­ра­зо­ва­нию элек­тро­маг­нит­ных волн, про­свет­ле­нию за­кри­тич. плаз­мен­ных сло­ёв и др. яв­ле­ни­ям. Его мож­но ис­поль­зо­вать для ди­аг­но­сти­ки плаз­мы, изу­че­ния зон­ной струк­ту­ры по­лу­про­вод­ни­ков и ме­тал­лов, взаи­мо­дей­ст­вия час­тиц с ог­ра­ни­чи­ваю­щи­ми стен­ка­ми, для ис­сле­до­ва­ния сла­бо­тур­бу­лент­ных про­цес­сов в плаз­ме, уве­ли­че­ния по­гло­ще­ния элек­тро­маг­нит­ных волн при на­гре­ве плаз­мы в маг­нит­ных ло­вуш­ках и др.

Воз­ник­но­ве­ние П. э. обу­слов­ле­но су­ще­ст­во­ва­ни­ем не­пре­рыв­но­го спек­тра ко­ле­ба­ний плаз­мы и от­ра­жа­ет на­ли­чие «па­мя­ти» о внеш­нем воз­дей­ст­вии на мик­ро­ско­пич. уров­не сис­те­мы. Об­ра­ще­ние про­цес­са бес­столк­но­ви­тель­ной ре­лак­са­ции воз­бу­ж­де­ний, вы­яв­ляю­щее эту скры­тую па­мять, про­ис­хо­дит бла­го­да­ря фа­зо­вой фо­ку­си­ров­ке мод не­пре­рыв­но­го спек­тра. В ре­аль­ных ус­ло­ви­ях для на­б­лю­де­ния про­стран­ст­вен­но­го П. э. не­об­хо­ди­мо, что­бы эф­фек­тив­ная дли­на сво­бод­но­го про­бе­га час­тиц плаз­мы зна­чи­тель­но пре­вы­ша­ла рас­стоя­ние от ис­точ­ни­ка до мес­та воз­ник­но­ве­ния П. э. Вре­мен­нóе П. э. на­блю­да­ет­ся, ес­ли вре­мя ме­ж­ду столк­но­ве­ния­ми час­тиц зна­чи­тель­но боль­ше ин­тер­ва­ла ме­ж­ду элек­тро­маг­нит­ны­ми им­пуль­са­ми.

Не­ли­ней­ное П. э. в изо­троп­ной плаз­ме воз­ни­ка­ет в свя­зи с тем, что од­но­вре­мен­но с лен­гмю­ров­ски­ми вол­на­ми ис­точ­ник воз­бу­ж­да­ет не­за­ту­хаю­щие мо­ды, со­от­вет­ст­вую­щие мо­ду­ли­ро­ван­ным мик­ро­по­то­кам час­тиц плаз­мы. Не­ли­ней­ная ин­тер­фе­рен­ция этих мод при­во­дит к спон­тан­но­му воз­ник­но­ве­нию мак­ро­ско­пич. элек­трич. по­ля в об­лас­ти фа­зо­вой фо­ку­си­ров­ки мик­ро­по­то­ков. С уве­ли­че­ни­ем ам­пли­туд внеш­них ис­точ­ни­ков сиг­нал П. э. вна­ча­ле воз­рас­та­ет, дос­ти­га­ет на­сы­ще­ния, а за­тем убы­ва­ет при даль­ней­шем уве­ли­че­нии ам­пли­ту­ды ис­точ­ни­ка.

Ли­ней­ное П. э. в не­од­но­род­ной плаз­ме свя­за­но с из­ме­не­ни­ем ус­ло­вий рас­про­стра­не­ния волн и ли­ней­ным ме­ха­низ­мом фа­зо­вой фо­ку­си­ров­ки мод не­пре­рыв­но­го спек­тра. При на­ли­чии внеш­не­го маг­нит­но­го по­ля П. э. мо­жет воз­ни­кать и на раз­но­ст­ной, и на сум­мар­ной час­то­тах внеш­них ис­точ­ни­ков.