波粒相互作用中“魔鬼阶梯”的直接观测

我们报告了在一个被视为哈密顿系统普适类中向大尺度混沌转变范式的含时系统中，“魔鬼阶梯”的实验观测。使用测试电子束来观察其与行波管（TWT）中外部激发波的非自洽相互作用。一个摆线能量分析仪记录相互作用线输出端的束能量分布。任意波形发生器用于沿TWT的慢波结构（一个4米长的螺旋线）发射指定频谱的波。观测了与单波相关的共振速度域，以及当两个波的共振域及其次级共振重叠时向大尺度混沌的转变。由于第二个波对静电场中带电粒子类摆运动的非线性强迫，这种转变在激发幅度增加时表现出“魔鬼阶梯”行为。