CAVITONS

Résumé
Les cavitons, des champs électriques oscillants localisés accompagnés de cavités de densité, existent dans beaucoup d'interaction forte non linéaire, quand des ondes électromagnétiques ou des faisceaux d'électrons interagissent avec des plasmas. Dans les interactions d'onde électromagnétiques avec des plasmas inhomogènes, le processus dominant est la conversion d'ondes électromagnétiques en ondes électrostatiques dont l'intensité du champ est augmentée de plusieurs ordres de grandeur dans le voisinage de la couche résonnante où la fréquence incidente correspond à la fréquence plasma locale. Un caviton, une fois créé, peut dégénérer en plusieurs cavitons de largeur encore plus étroite. Dans l'interaction faisceau d'électron-plasma une série de cavitons sont formés quand l'onde de faisceau instable est réfléchie par un mode de fréquence zéro. La formation d'une onde plasma électronique stationnaire et la croissance simultanée d'un mode à fréquence zéro conduit à l'effondrement spatial (ou le rétrécissement spatial) à la fois pour les champs oscillants et pour les cavités de densité. De fortes diffusions des particules par les cavitons sont observées. Un nouveau processus collectif d'accélération d'ions est proposé, basé sur le champ ambipolaire entraîné par la force pondéromotrice.

Abstract
Cavitons, localized oscillating electric fields with accompanying density cavities, exist in many strong nonlinear interactions when electromagnetic waves or electron beams interact with plasmas. In electromagnetic wave interactions with inhomogeneous plasmas the dominant process is the conversion of electromagnetic waves into electrostatic waves whose field strengths are enhanced by several orders of magnitude in the vicinity of the resonant layer where the incident frequency matches the local plasma frequency. A caviton, once created, can decay into several cavitons of even narrower widths. In electron beam plasma interactions a series of cavitons are produced when the unstable beam wave is backscattered from a zero frequency mode. The formation of a standing electron plasma wave and the simultaneous growth of the zero frequency mode lead to a spatial collapse (or spatial narrowing) of both the oscillating fields and the density cavities. Strong scatterings of particles by cavitons are observed. A new collective ion acceleration process is proposed based on the ponderomotive-force-driven ambipolar field.