Pump depletion and hot electron generation in long density scale length plasma with shock ignition high intensity laser
在激光强度为$10^{16} W/cm^2$，等离子体密度范围为0.01-0.28 $n_c$，尺度长度为$230 -330 μm$的情况下，对激光等离子体相互作用的二维粒子模拟表明，在低密度区（$n_e=0.01-0.2 n_c$），由于受激拉曼散射（SRS）和受激布里渊散射（SBS），激光能量的泵浦损耗很大。模拟确定了在低密度区域中由SRS产生的具有中等能量的热电子和在$n_e=0.25n_c$附近由两个等离子体衰变（TPD）产生的具有较高能量的热电子。总的热电子温度（46 keV）和转换效率（3%）与实验测量一致。模拟还表明，人为地减少SBS将导致更强的SRS和更软的热电子谱。
2019-11-26 physics.plasm-ph
Cylindrical compression of thin wires by irradiation with a Joule-class short pulse laser
本研究提出利用单束焦耳级短脉冲激光辐照细丝产生柱面冲击波，实现材料的高压压缩，为高重复频率下的高能量密度研究提供了新工具。
2024-02-10 physics.plasm-ph
Tables of equation-of-state, thermodynamic properties, and shock Hugoniot for hot dense fluid deuterium
我们目前的计算结果和表格的状态方程，热力学性质，冲击Hugoniot热稠密流体氘。目前的结果是使用最近开发的化学模型，考虑到不同的高密度效应，如带电粒子之间的库仑相互作用，部分简并，和密集的短程硬核排斥。内部的配分函数进行评估，在一个物理机械一致的方式实施最近的发展，在文献中。从本表中导出的冲击Hugoniot曲线与从Nova激光冲击波实验中导出的液体氘的Hugoniot曲线总体上相当一致，表明氘的压缩性明显高于SEESTs表或路径积分Monte Carlo（PIMC）计算所预测的压缩性。计算结果以表面图的形式给出，密度范围为0.0001 ~ 40 g/cm 3，温度范围为2000 ~~ 106 K，离解分数、电离度、压力和比内能。除了定压比热、比热比、声速和Hugoniot曲线（对于特定的初始状态）外，还列出了上述量的数值表，以供实际使用。
2015-11-18 physics.plasm-ph
Microscopy X-ray Imaging enriched with Small Angle X-ray Scattering for few nanometer resolution reveals shock waves and compression in intense short pulse laser irradiation of solids
Technical University Dresden（德累斯顿工业大学）；SLAC National Accelerator Laboratory（斯坦福直线加速器中心）；Leibniz Institute of Photonic Technology（莱布尼茨光子技术研究所）
针对激光压缩固体至高能密度状态需同时解析宏观几何与纳米结构的需求，提出结合X射线成像（XRM）和小角X射线散射（SAXS）的方法，首次实现固体密度下冲击波形成与衰减的几纳米精度直接观测，建立了相关定量多尺度诊断。
2025-11-13 physics.plasm-ph
Collisionless ablative plasma shocks
本文研究冷稠密与热稀薄等离子体界面处的无碰撞烧蚀激波，发现其由双极电场介导的尾部电子热通量驱动，激波前沿宽度与速度分别由上游德拜长度和下游声速决定，并通过双极电场加速离子实现高效无碰撞加热。
2025-05-03 astro-ph.HE physics.plasm-ph
Simultaneous compression and opacity data from time-series radiography with a Lagrangian marker
时间分辨射线照相术可用于通过同时测量冲击的至少两个力学参数来获得绝对冲击Hugoniot状态，并且该技术特别适用于一维会聚冲击，其中单个实验探测会聚冲击增强时的压力范围。然而，在足够高的压力下，受冲击的材料变得足够热，使得X射线不透明度显著下降。如果系统包括拉格朗日标记，使得标记内的质量是已知的，则该附加信息可以用于约束不透明度以及Hugoniot状态。在不透明度仅在冲击加热时发生变化，而在随后的等熵压缩时不发生明显变化的极限下，可以唯一地确定冲击材料的不透明度。更一般地说，有必要假设不透明度随等熵压缩的变化形式，或者引入多个标记层。或者，假设状态方程或不透明度，在这样的实验中标记层的存在使得能够比单独从射线照相密度重建更准确地推导出非假设的性质。一个例子分析显示聚苯乙烯中的会聚冲击波的测量，在国家点火装置。
2020-10-15 physics.comp-ph physics.plasm-ph
Probing the interiors of the ice giants: Shock compression of water to 700 GPa and 3.8 g/ccm
最近，已确认的太阳系外行星系的数量有了巨大的增加。我们对它们形成的理解与系外行星内部结构模型有关，这些模型依赖于轻元素和水等化合物的状态方程。在这里，我们提出了前所未有的准确性，水的冲击压缩数据表明水的状态方程中常用的行星建模显着高估的压缩性在行星内部的相关条件。此外，我们表明，在这些条件下，它的行为，包括反射率和等熵响应，是很好地描述了最近的第一性原理为基础的状态方程。这些发现主张将这种水模型用作海王星，天王星和“热海王星”系外行星的建模标准，并应提高我们对这些类型行星的理解。
2012-01-12 astro-ph.EP physics.plasm-ph
Propagation of shock structures in a high density plasma
本文对非磁化、无碰撞简并量子等离子体系统中的圆柱形和球形电声激波进行了理论研究，该系统包含两组不同的电子（一组为惯性非相对论冷电子，另一组为无惯性超相对论热电子）和带正电荷的静态离子。利用约化摄动法导出了修正的Burgers（mB）方程。结果表明，在这样的量子等离子体系统中，只有稀疏激波才能传播。简并等离子体的压力和数量密度的热和冷的电子流体，非平面的几何形状，和带正电的静态离子的影响是负责修改EASW的基本属性。平面mB激波的性质与非平面mB激波的性质有很大的不同。本研究的结果应该是有用的，在理解与空间和实验室等离子体中的非平面EAWs的非线性现象。
2017-07-24 physics.plasm-ph
Equation of state and shock compression of warm dense sodium - a first-principles study
作为一种简单的碱金属，钠一直是冲击物理实验的基本兴趣，但它的状态方程（EOS）在热，密集的制度是不为人所知的。结合部分电离态的路径积分蒙特卡罗（PIMC）结果[B. Militzer和K. P. Driver，Phys. Rev. Lett. 115，176403（2015）]在高温下和在较低温度下的密度泛函理论分子动力学（DFT-MD）结果，我们构建了在$1.93-11.60$ g/cm $^{3}$和$10^3-1.29\times10^8$ K的宽密度-温度范围内的钠的相干状态方程。我们发现，一个本地化的，Hartree-Fock节结构在PIMC产生的压力和内能是一致的，与DFT-MD在中间温度为$2\times10^6$ K。由于PIMC和DFT-MD提供了电子壳层和激发效应的第一性原理处理，我们能够识别两个压缩最大值对应于$K$ -壳层和$L$ -壳层电离的冲击Hugoniot曲线。我们的Hugoniot曲线为广泛使用的EOS模型、SEEOS、LEOS和Purgatorio提供了基准。由于环境密度低，钠在冲击Hugoniot曲线上有一个异常高的第一压缩最大值。在超过10 $^7$ K，我们表明，辐射效应导致非常高的压缩沿Hugoniot曲线，超过相对论修正，并观察到越来越多的偏离的冲击和粒子速度的线性关系。我们还计算了热和压力电离过程的温度-密度依赖性。
2017-02-21 astro-ph.SR cond-mat.other physics.chem-ph
First-principles Equation of State and Shock Compression Predictions of Warm Dense Hydrocarbons
本文采用路径积分蒙特卡罗方法和密度泛函分子动力学方法，在$0.07-22.4$ g/cm $^{3}$和$6.7\times10^3-1.29\times10^8$ K范围内，对一系列不同碳氢比（2：1，1：1，2：3，1：2和1：4）的碳氢化合物材料，建立了一组相干的状态方程.每种材料的冲击Hugoniot曲线显示一个单一的压缩最大值对应于$K$壳电离。对于C：H=1：1，压缩最大值发生在初始密度的4.7倍，我们表明辐射效应显着增加激波压缩比超过2 Gbar，超过相对论效应。Hugoniot曲线的单峰结构与先前对更高- $Z$等离子体的工作形成对比，其表现出对应于$K$ -和$L$ -壳层电离的双峰结构。电子态密度的分析表明，Hugoniot结构的变化是由于碳中$L$ -壳层本征态的合并，而对于更高- $Z$元素，它们保持不同。最后，我们表明，等压等温线性混合规则的碳和氢的EOS是一个合理的近似误差优于1%的恒星核心条件。
2017-06-27 astro-ph.SR cond-mat.other physics.chem-ph
Two-stream-like instability in dilute hot relativistic beams and astrophysical relativistic shocks
相对论无碰撞激波被认为是有效的粒子加速器。非线性结果的相互作用的加速粒子的前面运行的冲击，所谓的“前体”，与未扰动的等离子体的冲击上游，被认为是促进这些粒子的额外加速，并可能修改的流体动力学结构的冲击。本文研究了在非磁化和弱磁化等离子体中传播的相对论激波中，激波上游相互作用中出现的动力学模的线性增长：静电双流平行模和静电斜模。这些模式是特别感兴趣的，因为它们是这种类型的系统中已知的增长最快的模式。使用一个简化的分布函数的稀释超相对论性光束，相对论热在自己的休息框架，但有动量，窄准直在冷上游等离子体的框架，它传播到，我们确定了最快的增长模式在整个$k$空间，并计算其增长率。我们考虑所有类型的等离子体（对和离子电子）和光束（带电和电荷中性）。我们发现，不稳定的静电模式存在于任何类型的等离子体和任何冲击参数。我们进一步发现，两个模式，一个平行（PDMATHAMN）和另一个倾斜（$k_\perp \sim k_\|$），是竞争优势和任何一个可能主导的增长率在不同区域的相空间。主导模式主要由上游坐标系中加速粒子动量的垂直分布决定，它反映了激波的洛伦兹因子。平行模式在具有较低洛伦兹因子的冲击中变得更占主导地位（即，具有较大的动量扩散）。我们简要地讨论了我们的结果可能的影响，在伽马射线暴源的外部冲击。
2011-04-29 astro-ph.HE physics.plasm-ph
High-Resolution Observations of Pickup Ion Mediated Shocks to 60 au
本文利用New Horizons/SWAP在约52–60 au处高分辨率拾取离子观测分析14个行星际激波，揭示其压缩比、马赫数及过渡尺度与激波速度的反相关关系。
2025-03-13 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
Formation of foreshock transients and associated secondary shocks
在冲击波的上游，前震充满了热离子。当这些离子被集中和热化周围的一个不连续性，一个抗磁腔的压缩边界，称为前震瞬变，形式。有时，上游压缩边界可以进一步变陡成二次激波，这已经被观察到加速粒子并有助于一次激波的加速。然而，二次冲击波的形成条件和过程还没有完全了解。使用粒子模拟，我们揭示了二次冲击是如何形成的。从一维模拟，我们表明，电场在塑造冲击的磁场结构，以及在耦合的热离子的能量的冲击中发挥了关键作用。我们证明了较大的热离子的热速度和浓度比有利于二次冲击的形成。通过更真实的2D模拟，我们研究了不连续性如何与前震离子相互作用，导致前震瞬变和二次冲击的形成。我们的研究结果表明，二次冲击更可能发生在主激波与较高的马赫数。由于二次激波先前已被证明具有与行星弓形激波合作加速粒子的能力，因此在高马赫数天体物理激波的粒子加速中考虑二次激波就更有吸引力了。
2020-08-26 physics.plasm-ph physics.space-ph
The electron distribution function downstream of the solar-wind termination shock: Where are the hot electrons?
在大多数关于等离子体冲击波的文献中，电子扮演着“幽灵粒子”的角色，因为它们对质量和动量流的贡献可以忽略不计，并且它们被视为只负责等离子体的电中性。然而，在最近的一些论文中，电子在激波动力学和热力学中，特别是在太阳风终止激波中，扮演了一个新的重要角色。它们以一种非常特殊的方式作用于冲击电场，导致下游电子的超热非平衡分布，这可以用kappa分布函数来表示。在本文中，我们讨论了为什么预期的热电子人口没有看到的旅行者飞船下游的太阳风终止冲击的等离子体探测器。我们表明，热的非平衡电子诱导一个强大的负电荷的任何航天器巡航通过这个下游等离子体环境。这种电荷将航天器探测器上的电子通量降低到无法探测的强度。此外，我们表明，德拜长度$λ_{\mathrm D}^κ$增长到约$λ_{\mathrm D}^κ/λ_{\mathrm D}\simeq 10^{6}$的值相比，在这个热电子环境中的经典值$λ_{\mathrm D}$。这种不寻常的条件允许某种类型的静电等离子体波的传播，在非常大的波长下，允许我们通过这些波的相速度直接确定超热电子的有效温度。在中等波长下，电声色散关系导致非传播振荡，离子等离子体频率$ω_{\mathrm p}$，而不是传统的电子等离子体频率。
2015-06-19 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
D'yakov-Kontorovitch instability of shock waves in hot plasmas
本文研究了高温碳、铝、硅和铌等离子体激波阵面后声波自发发射的D 'yakov-Kontorovich稳定性判据。D 'yakov和临界稳定性参数是用状态方程模型沿主Rankine-Hugoniot曲线计算的，其中束缚电子和自由电子的贡献是通过相对论量子平均原子模型求解Dirac方程计算的。在相对论框架中使用应力张量公式确定压力。我们发现，不稳定性发生在电子壳层电离结束时，当Hugoniot曲线偏离$ρ/ρ_0$ =4渐近线而趋向于$ρ/ρ_0$ =7极限时.在这样的条件下，如果等离子体是光学厚的，黑体辐射的EOS的贡献是占主导地位的，系统变得总是稳定的。我们的研究结果表明，不稳定性发生的条件是不同的，从以前公布的估计，由于在相应的状态方程模型的假设，特别是相对论效应，并依赖于辐射不透明度的材料。
2018-09-14 cond-mat.stat-mech physics.atom-ph physics.plasm-ph
Plasma Mechanism of Radio Emission Generation at the Bow Shock of the Exoplanet HD 189733b
本研究探讨热木星HD 189733b弓形激波区域通过激波漂移加速和等离子体发射机制产生射电辐射的可能性，并评估其可探测性。
2025-04-22 astro-ph.EP astro-ph.IM physics.plasm-ph
