Interaction résonnante de particules chargées avec une onde cyclotronique

Abstract
Resonant interaction of charged particles with a cyclotron wave is discussed m a case where the wave propagates in a boundless plasma along a strong uniform magnetic field. Particle motion is studied with the help of the asymptotic method where the amplitude of a relative perturbation of the uniform magnetic field by the wave is used as a small parameter. In this way explicit expressions are found for the time dependence of particle longitudinal and transversal velocities, the latter being always finite contrary to predictions of the linear theory where longitudinal velocity variations are neglected. In conclusion it is shown that the solutions obtained reduce to those given by the linear theory when the difference between the cyclotron and Doppler shifted wave frequency becomes large.

Résumé
On discute l'interaction résonnante de particules chargées avec une onde cyclotronique d'amplitude constante se propageant dans un plasma illimité, dans le sens du champ magnétique uniforme. Le mouvement des particules chargées est étudié avec l'aide de la méthode asymptotique où l'on utilise comme petit paramètre le rapport du champ magnétique de l'onde au champ magnétique uniforme. Cela permet d'obtenir sous la forme explicite les variations des vitesses longitudinale et transversale avec le temps ; cette dernière reste finie, contrairement au résultat de la théorie linéaire qui néglige les variations de la vitesse longitudinale. En conclusion, on montre que les solutions obtenues se réduisent continuement à celles données par la théorie linéaire, lorsque l'on fait croître la différence entre la fréquence Doppler de l'onde dans le repère des particules et leur fréquence cyclotronique.