Что это за странное явление? Это обычный продольный ленгмюровский резонанс, зажатый между двумя плоскостями и ограниченный с торцевых сторон присутствием проводящих плоскостей. Но если такой случай осуществить, то все боковые открытые торцы линии (её вход и выход, а также торцы) будут излучать. Вы знаете, что для того, чтобы линия или антенна излучала в свободное пространство энергию, она должна быть с ним согласована. Легко видеть, что при большой длине линии боковые торцы со свободным пространством согласованны не будут, и поэтому торцы не будут излучать энергию в свободное пространство. Вход же линии и выход, если это нужно, согласовать со свободным пространством не трудно. Такое согласование имеет место в случае, когда расстояние между плоскостями линии равно их ширине. В таком случае линия превращается в антенну, которая в случае возбуждения в линии рассмотренных колебаний будет излучать энергию из двух её концов.
Сразу скажу, что такой режим неблагоприятен с точки зрения использования такой линии в качестве резонатора. Вы знаете, что для достижения большой добротности любого резонатора, связь с внешними цепями, наоборот, должна быть минимальной. Чтобы понять, почему это так, приведу простой пример. Вы знаете, что объёмный резонатор связан с волноводом просто маленьким отверстием. Многие недоумевают, как через такое маленькое отверстие можно на резонансной передавать частоте резонатора всю мощность, передаваемую по волноводу. Овеет очень простой. Как только волна даже на резонансной частоте упала на отверстие, вся энергия в начальный момент от резонатора отражается. Но через это маленькое отверстие проникающая в резонатор энергия начинает раскачивать в нём колебания и амплитуда их в резонаторе начинает увеличиваться. Если резонатор имеет какую-то добротность, то время его раскачки равно величине добротности делённой на частоту колебаний. По истечении этого времени, амплитуда колебаний в резонаторе будет в величину добротности раз больше, чем в волноводе. При этом из этого маленького отверстия связи из резонатора назад в волновод будет излучаться энергия равная той, которая падает на отверстие со стороны волновода и она будет равна отражённой от резонатора волне, но с обратной фазой. Это означает, что отражённая от элемента связи волна и волна, излучённая из резонатора, полностью компенсируют друг друга и резонатор для волновода буде представлять чисто активную нагрузку.
Возвращаясь к линии передачи, в которой расположена плазма, становится понятным, что для получения высокой добротности плазменных колебаний нужно наоборот выбрать размеры таким образом, чтобы линия по входу и выходу была плохо согласована со свободным пространством. Наиболее выгодным является случай, когда расстояние между пластинами гораздо меньше, чем их ширина
А что будет, если в плазме имеют место активные потери? Тогда на резонансной частоте фазовая скорость не будет равна бесконечности, и по линии будет распространяться затухающая ЭМ волна, в которой магнитное поле не будет уже равно нулю, но оно будет по-прежнему значительно меньше электрического. Если такую линию плохо согласовать со свободным пространством, то в ней можно будет возбудить плазменный резонанс, но добротность у него будет определяться уже не только свойствами элемента связи со свободным пространством, но и потерями в самой плазме.
Вернёмся к ядерному взрыву. Между облаком взрыва и атмосферой имеется резкая граница. При этом внутри облака ядерного взрыва могут возникать плазменные колебания, частота которых будет зависеть то плотности плазмы и при больших размерах облака и при малой концентрации плазмы эти частоты могут попасть в область радиодиапазона.
Каковы возможности практического применения этого явления. Это возможность создания мощных лазеров на рассмотренных коллективных колебаниях. Особенно перспективно использование этого явления для разогрева плазмы, в связи с тем, что в связи с малыми потерями в горячей плазме, добротность резонатора может быть очень большой. Возможно также управление частотой резонаторов и полосовых фильтров, созданных на основе этого явления.
