Estudio computacional de la aceleración auto-resonante de electrones en campos magnéticos variables en el tiempo (GYRAC) (2018)
El mecanismo de aceleración giroresonante Gyrac, consiste en la aceleraci´on 2D de electrones por una onda transversal el´ectrica estacionaria polarizada circularmente y un campo magn´etico homog´eneo variable en el tiempo, para compensar el incremento del factor relativista durante la fase de aceleración. En este esquema, se presenta un mecanismo capaz de mantener la estabilidad de la fase en el régimen de aceleraci´on. En dicho mecanismo, propuesto por Golovanivsky, se deducen un conjunto de ecuaciones diferenciales que describen la evolución del factor relativista y la fase entre la velocidad de la partícula y el campo el´ectrico, utilizando un modelo anal´ıtico [9]. En este trabajo se realiz´o un estudio computacional del mecanismo Gyrac utilizando dos etapas: (i) solución numérica de las ecuaciones diferenciales propuestas por Golovanivsky, utilizando el método de Runge-Kutta de cuarto orden (RGKT4) y (ii) la soluci´on num´erica de la ecuaci´on relativista de NewtonLorentz, mediante el método de Boris, analizando la trayectoria, velocidad y energía del electr´on. En la segunda etapa se simuló la dinámica de una nube electr´onica bajo la interacción de un modo cil´ındrico TE111 y un campo magnético no homog´eneo y variable en el tiempo, producido por 4 bobinas. En este desarrollo se logró establecer una relación entre los parámetros de la bobina, como corriente y el campo magnético, tal que en la región de control de la cavidad los electrones inician en un estado de resonancia ciclotrónica. Finalmente se determinó el numero de electrones acelerados, identificando la región de inyección favorable para el sistema.