Трехмерное моделирование динамики ультрарелятивистских пучков заряженных частиц: особенности вычисления начальных и граничных условий

Работа посвящена проблемам вычисления начальных и граничных условий при математическом моделировании полностью трехмерной динамики пучков заряженных частиц в ускорителях нового поколения. В этом случае высокие значения релятивистского фактора $\gamma$ ($\sim10^3$–$10^6$) приводят к большим градиентам электромагнитных полей и требуют аккуратного задания начальных и граничных условий. В статье предлагаются новые методы вычисления начальных и граничных условий, их исследование и сравнение со стандартными методами. Представленные алгоритмы могут найти применение в других задачах с высоким релятивистским фактором, где применяется метод частиц в ячейках.