Longitudinal electric current in classical collisional Maxwellian plasma, inducted by transversal electromagnetic wave
采用麦克斯韦等离子体碰撞动力学方程。碰撞积分采用BGK(Bhatnagar,Gross and Krook)型。从弗拉索夫方程出发,得到了电子在横向电场大小平方律近似下的分布函数。推导了电流计算公式。这个公式包含一个一维求积。它示出,非线性导致揭示的纵向电流沿波矢量。该纵向电流垂直于已知的所谓横向经典电流。经典电流在线性分析中出现。计算了小波数情况下的纵向流。当碰撞频率趋于零时,碰撞等离子体的所有公式都通过了已知的无碰撞等离子体的相应结果。对无因次电流密度进行了图解研究。
2015-04-29 physics.plasm-ph
Correlated Fast Ion Stopping in Magnetized Classical Plasma
本文从理论上研究了磁化电子等离子体中离子对的阻止本领,着重讨论了两离子关联效应。该分析基于以下假设:磁场是经典强磁场($λ_B\ll a_c\ll λ_D$,其中$λ_B$、$a_c$和$λ_D$分别是电子德布罗意波长、拉莫尔半径和德拜长度),并且两个离子的速度相同且固定。在保留两离子关联效应的情况下,计算了等离子体中的阻止本领和% victim函数,并与单粒子近似的结果进行了比较。
1998-04-24 physics.plasm-ph
Classical zitterbewegung in reduced plasma dynamics
麦克斯韦方程组的动力学约化过程导致了在约化等离子体动力学中引入经典的{ \it zitterbewegung}效应。这些效应以不对称的正则能量-动量张量的形式表现出来,涉及约化的动能${\bf p}$与约化的速度${\bf u}$的解耦(即,${\bf u}\btimes{\bf p} \neq 0$)以及降低的极化和磁化效应。由正则能量-动量张量的反对称部分产生的约化的内禀转矩,是由约化的有质动力势计算出来的,它是内禀(自旋)角动量的来源。
2010-10-27 physics.plasm-ph
Electron Acceleration in Underdense Plasmas Described with a Classical Effective Theory
本文提出了一种有效的激光等离子体粒子加速理论。在这里,我们把等离子体作为一个连续介质的折射率$n_{m}$,其中一个单一的电子传播。由于该模型的简单性,我们不需要进行PIC模拟来研究电子加速的特性。研究了电子在洛伦兹力作用下的运动特性,并对相对论运动方程进行了数值求解和分析。我们比较了我们的结果PIC模拟和实验数据。关键词:欠密等离子体;电子加速;经典电动力学;相对论运动方程;超短激光脉冲
2015-02-19 physics.plasm-ph
Vortical Dynamics of spinning quantum plasmas - Helicity Conservation
结果表明,由量子自旋等离子体的自旋场构造的涡量与代表磁场和速度场的经典广义涡量结合,产生一个新的服从标准涡动力学的广义涡量.量子或自旋涡的表达式,并由此产生的广义螺旋不变量。将相当复杂的自旋量子系统简化为一个众所周知的和高度研究的经典形式,为描绘从固态到天体物理对象的致密等离子体所特有的物理学开辟了熟悉的通道。一个简单的例子表明,自旋等离子体的磁性可以比相应的经典系统丰富得多。
2011-10-17 physics.plasm-ph
Stopping of Charged Particles in a Magnetized Classical Plasma
本文从Vlasov-Poisson方程出发,对磁化电子等离子体中测试粒子的能量损失率进行了解析和数值研究,给出了主要结果。考虑了测试粒子在磁场中的拉莫尔转动。该分析是基于这样的假设,即测试粒子的能量变化远小于其动能。所得到的一般表达式的阻止本领分析了三种情况下:(i)粒子移动通过一个无碰撞等离子体在一个强均匀磁场;(ii)快速粒子移动通过磁化无碰撞等离子体沿磁场;和(iii)粒子移动通过磁化碰撞等离子体跨越磁场。在第一种情况下,对任意测试粒子速度进行了计算,在第二种和第三种情况下,对快粒子进行了计算。结果表明,快速测试粒子在穿过磁场时的能量损失率可能比在没有磁场的等离子体中运动时的能量损失率高得多。
1998-07-16 physics.plasm-ph
Linear response of a variational average atom in plasma : semi-classical model
在有限温度下,利用布洛赫流体力学描述的电子动力学,研究了等离子体的频率依赖性线性响应。采用等离子体中平均原子的变分框架。消光截面计算几个等离子体条件。与以前研究的Jelvis模型中的Al-Fermi杂质的比较。一个Escherifest型求和规则,最初提出了一个完整的量子方法,在本形式主义推导和检查数值。这个求和规则用于定义轫致辐射和集体对消光截面的贡献。它表明,这些都是不可忽视的。每一个都可以构成对横截面的主要贡献,这取决于频率区域和等离子体条件。这一结果得到的Escheras-Fermi-Bloch的情况下,强调的重要性,自洽的方法,一般的线性响应。本研究中使用的一些方法可以扩展到量子情况下的线性响应。
2014-04-17 physics.plasm-ph
Classical molecular dynamics simulations of hydrogen plasmas and development of an analytical statistical model for computational validity assessment
针对氢等离子体分子动力学模拟,开发解析统计平衡模型以评估计算有效性,验证电离-复合机制,并指导模拟在平衡后安全终止。
2024-02-05 physics.plasm-ph
Internal energy of the classical two- and three-dimensional one-component-plasma
本文总结了几种半唯象方法来估计二维和三维单组分等离子体(OCP)的内能。特别注意的是一个混合的方法,它再现了Debye-H $\ddot{\text{u}}$ ckel渐近线在弱耦合的限制,离子球(3D)和离子盘(2D)渐近线在强耦合的限制,并提供合理的这两个限制之间的插值。本文还讨论了更精确地估计二维和三维OCP的内能的方法。这些分析结果的准确性量化与现有的数据从数值模拟比较。简要讨论了KTHNY理论在二维OCP中定位熔化转变的相关性。
2016-02-08 physics.plasm-ph
On the Cut-off Distance and the Classical Energy-averaged Electron-ion Momentum Transport Cross Section in Ideal and Nonideal Plasmas
在截止理论中,广泛使用与速度无关的距离作为截止碰撞参量以及卢瑟福散射公式来解释等离子体环境中的电荷屏蔽,这体现了明显的不一致性。一个新的物理合理的选择的截止距离的介绍,并用于推导出一个封闭的形式表示的有效动量传输截面。一个简单的近似本库仑对数,特殊功能的自由,也提出和评估。与实验恢复的数据相比,减少库仑电导率显示更好的协议和更好的物理行为,目前的表达式相比,以前的截止表达式在文献中。
2018-01-15 physics.plasm-ph
Classical and quantum Coulomb crystals
讨论了经典等离子体和量子等离子体中的强关联效应。特别是,库仑(维格纳)结晶现象进行了审查,侧重于单组分非中性等离子体的陷阱和宏观双组分中性等离子体。讨论了耦合参数临界值、距离涨落临界值和库仑晶体相图等晶体形成的条件。
2008-01-07 physics.plasm-ph
Effective action approach to wave propagation in scalar QED plasmas
发展了一种具有非平凡背景场的相对论性量子场论,并将其应用于等离子体中的波的研究。从标量QED的标准作用量出发,利用路径积分从头计算了电磁4-势的有效作用量。由此产生的有效作用量是规范不变的,并包含非定域相互作用,由此规范玻色子获得质量而不破坏局域规范对称性。为了证明一般理论是如何应用的,我们研究了一个冷的非磁化等离子体和一个冷的均匀磁化等离子体。利用这两个例子,我们证明了经典等离子体物理中所有已知的线性波都可以从取经典极限时的相对论量子结果中恢复。在相反的限制,经典的波色散关系进行了实质性修改。在非磁化等离子体中,即使等离子体是冷的,纵波也以非零群速度传播。在磁化等离子体中,即使等离子体很冷,非谐间隔的伯恩斯坦波也会持续存在。这些波解释了在X射线谱中观察到的回旋吸收特征。此外,两个非简并电磁波的截止频率被红移了不同的量。为了正确解释激光等离子体实验中的诊断结果,需要考虑这些修正。
2016-03-12 physics.plasm-ph
Quasiclassical Theory and Simulations of Strongly Coupled Plasmas
本文综述了在准经典密度-温度区域内具有强库仑相互作用的等离子体的动力学和热力学性质。首先讨论了描述非理想性的基本理论概念。介绍了化学图象。结果表明,自由电荷的非理想等离子体子系统有一个相当大的准经典制度,量子效应只产生修正的仅仅是经典的动力学。自由电荷的等离子体可以用有效势来描述,它以近似的方式包含了量子效应。最简单的有效势仅与空间有关,更先进的方法包括与动量有关的相互作用。在此基础上,推导了分析结果,并提出了模拟方法。它表明,有效的潜力是适当的描述,以及集体性质。
1999-06-07 physics.plasm-ph
A number-conserving linear response study of low-velocity ion stopping in a collisional magnetized classical plasma
本文给出了在磁化碰撞等离子体中运动的离子的低速阻止本领的理论研究结果。采用线性响应理论,使用介电函数方法计算离子的阻止本领。碰撞,这导致了在等离子体中的激励阻尼,考虑到通过一个数量守恒的弛豫时间近似的线性响应函数。为了突出碰撞和磁场的影响,我们提出了我们的分析和数值计算结果的比较,得到一个非零阻尼或磁场与那些消失的阻尼或磁场。结果表明,碰撞消除了先前获得的异常摩擦[Nersisyan等人,物理评论E 61,7022(2000)]在低离子速度下的无碰撞磁化等离子体。本研究的主要目标之一是比较和对比我们的理论结果与通过一种新的扩散公式的基础上评估的目标离子和电子的磁化单组分等离子体模型的Dutty-Berkovsky关系。
2010-09-09 physics.plasm-ph
General field theory and weak Euler-Lagrange equation for classical particle-field systems in plasma physics
发展了经典粒子场系统的一般场论。与标准的经典场论相比,经典粒子场系统的显著特点是粒子和场分别位于不同的流形上。场定义在4D时空上,而每个粒子的轨迹定义在1D时间轴上。因此,从对称性导出时空中的局部守恒律的标准诺特程序在不作修改的情况下是不适用的。为了克服这一困难,在四维时空上建立了粒子的弱欧拉-拉格朗日方程,它在建立时空对称性和局部守恒律之间的联系方面起着关键作用。特别是,非零欧拉导数的弱欧拉拉格朗日方程产生了一个新的电流的守恒律。从等离子体物理的几个例子进行了研究,作为一般场论的特殊情况。特别地,建立了Klimontovich-Poisson系统和Klimontovich-Darwin系统的转动对称性与角动量守恒之间的关系。
2019-05-28 physics.plasm-ph
Coulomb Log for Conductivity of Dense Plasmas
库仑对数(log Λ)近似被广泛用于近似稠密等离子体中的电子输运系数。它是动量输运截面的经典近似。在致密等离子体中的电导率的这种近似的准确性进行评估,通过比较完全量子力学计算现实的散射电位。结果表明,当log Λ > 3时,经典近似的精度可达+/-10%,与等离子体种类无关。然而,log Λ > 3对应的热力学状态(密度和温度)强烈依赖于材料。对于增加的Z,log Λ对于增加的高温和较低的密度大于3。
2018-08-21 physics.plasm-ph
Classical bridge functions in classical and quantum plasma liquids
桥函数,在强相关性的精确描述中缺失的环节,间接地从专门设计的经典单组分等离子体液体的分子动力学模拟中提取,并精确地参数化。他们纳入一个先进的积分方程理论描述汤川单组分等离子体液体和一个新的介电形式主义计划的量子单组分等离子体液体导致一个前所未有的协议与现有的分子动力学模拟和新的从头算路径积分蒙特卡罗模拟,分别。
2022-05-17 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.plasm-ph
Classical molecular dynamic simulation to assess the non-Maxwellian behavior of inverse bremsstrahlung heating in weakly coupled plasmas
本研究采用LAMMPS开展经典分子动力学模拟,首次观测到弱耦合等离子体朗道效应下电子速度分布的瞬时形变及各向异性,发现其结果与传统福克-普朗克模拟存在差异,为激光等离子体多体相互作用研究提供新依据。
2024-10-07 physics.plasm-ph
Analytical Properties of Linear Electrostatic Waves in Two-Component Quantum and Classical Plasmas
我们研究了线性静电波的性质,在非磁化量子和经典等离子体组成的一个或两个人口的电子与解析易处理的分布函数中存在一个固定的中和离子背景。从动力学量子等离子体的纵向磁化率,我们评估的影响,由于背景分布函数的复杂性增加。首先,我们分析了单组分等离子体中的色散和朗道阻尼,并考虑了具有各种解析性质的分布函数:Dirac δ函数,具有两个复一阶极点的Cauchy分布,具有两个二阶极点的平方Cauchy分布,以及具有四个一阶极点的逆四次分布;我们还简要讨论了非亚纯的完全退化和任意退化的Fermi-Dirac分布。为了研究静电不稳定性,然后我们转向等离子体与两个群体的电子流相对于彼此在两种情况下:一个对称的情况下,两个逆流相同的人口和一个凸点的情况下,一个主要的人口和一个三角函数束。我们得到相应的线性动力学色散关系和评估的不稳定性时,电子分布函数的δ函数,柯西,平方柯西,或逆四次类型的属性。与其他研究一致,我们发现,一般来说,量子效应减少波长范围的不稳定模式在长波长。我们还发现了第二个窗口的不稳定性在较短的波长,并阐明其性质是由于量子反冲。我们注意到实验室和天体物理量子等离子体研究的可能影响。
2018-07-04 physics.plasm-ph
Laser Measurement of Anomalous Electron Diffusion in a Crossed-Field Plasma
本文利用激光诱导荧光和汤姆逊散射实验测量交叉场低温等离子体中的非经典电子扩散,发现峰值电场处扩散保持恒定而非形成输运势垒,偏离流体模型预测。
2023-12-16 physics.plasm-ph
Practical Classical Molecular Dynamics Simulations for Low-Temperature Plasma Processing: A review
本文为综述类研究,介绍了分子动力学模拟作为有力工具,可在等离子体物理、化学及等离子体与材料/液体相互作用领域,为气相聚合等多种过程的研究提供重要洞见。
2023-12-13 physics.comp-ph physics.plasm-ph
Mean Force Emission Theory for Classical Bremsstrahlung in Electron-Ion Plasmas
University of Michigan(密歇根大学)
本研究将平均力发射理论拓展至电子-离子等离子体,引入Kelbg势模拟短程量子效应并考虑电子-离子吸引作用,验证了理论对Gaunt因子量子修正的捕捉能力,明确了其适用局限,且结论可推广至相关输运系数。
2025-06-06 physics.plasm-ph
Longitudinal dielectric permeability in quantum non-degenerate and maxwellian collisional plasma with constant collision frequency
将非简并麦克斯韦碰撞等离子体的介电函数公式转化为便于研究的形式。对量子非简并碰撞等离子体与经典非简并碰撞等离子体的纵向介电函数进行了图解比较。
2013-01-08 physics.plasm-ph
Classical Higgs mechanism in plasma
结果表明,在高温无碰撞等离子体中,高频电磁波的传播自然服从于经典的Higgs机制,在某些情况下,该机制会在无质量的光子上产生一个非常小但有限的质量。虽然这对任何等离子体过程都没有进一步的明显结果,但它是非常令人满意的,因为它解释了当遇到等离子体时电磁波的延迟和截止。有趣的是,低频电磁等离子体波(阿尔芬波和哨声)仍然由受限的无质量光子携带。这些仅经历由等离子体在低于回旋频率的低频范围内提供的介电常数的增加。
2018-04-10 physics.class-ph physics.plasm-ph physics.space-ph
Field-Induced Degeneracy Regimes in Quantum Plasmas
结果表明,在电子轨道被量子化的简并磁化费米-狄拉克等离子体中,存在着不同的量子流体力学极限,其中非线性密度波表现出不同的行为。简并电子间的库仑相互作用对静电非线性波动力学的影响在基态朗道量子化或所谓的量子极限($l=0$)下比在经典极限($l=\infty$)下更为显著。在经典极限等离子体中,有效电子量子势与数密度和简并压力不同,与外加磁场无关,而在量子极限等离子体中,有效电子量子势强烈依赖于磁场强度.目前的研究结果在任意高磁化天体物理和实验室致密等离子体中的波动动力学研究中同样重要。
2012-08-25 physics.plasm-ph
The Energy of a Plasma in the Classical Limit
当λ_{T} d_{T}(λ_{T}为德布罗意波长,d_{T}为热电子最近距离)时,可以对等离子体能量进行经典分析。在迄今为止进行的所有经典分析中,都假定波动的频率ω<< T(k_{B} = \hbar =1)。使用波动耗散定理,我们评估等离子体的能量,允许波动的频率是任意的。我们发现,能量密度明显大于以前认为的许多有趣的等离子体,如宇宙的等离子体在复合时代之前。
1999-06-01 astro-ph physics.flu-dyn physics.plasm-ph
Temperature equilibration in a fully ionized plasma: electron-ion mass ratio effects
Brown,Preston,and Singleton(BPS)对弱耦合到中等耦合等离子体的能量交换过程进行了解析计算:电子-离子温度平衡速率和带电粒子阻止本领。这些精确的计算是准确的领先和下一个领先的等离子体耦合参数的顺序,并在等离子体内的两体量子散射的所有订单。经典分子动力学可以提供另一种可以严格实施的方法。因此,比较这两种方法的预测是有用的,特别是因为前者是基于理论的,而后者是基于数值的。达成一致意见将使人们对我们的理论机制和计算机模拟的可靠性充满信心。这种比较可以在纯粹的经典体系中进行,从而避免了与构造有效势来模拟量子效应相关的任意性。我们在这里提出的经典极限的一般结果的温度平衡速率在BPS。我们检验了BPS中使用的m_electron/m_ion --> 0限制的有效性,以获得对本底等离子体中长距离集体效应的一个非常简单的分析评价。
2009-06-25 physics.plasm-ph
Basic microscopic plasma physics unified and simplified by N-body classical mechanics
在典型的等离子体物理教科书中,对朗缪尔波的德拜屏蔽、碰撞输运、朗缪尔波的朗道阻尼以及朗缪尔波的自发发射等问题在不同的章节中进行了介绍。本文提供了一个紧凑的统一介绍这些现象,而不呼吁流体或动力学模型,但通过使用牛顿第二定律的$N$电子在一个周期性的框与中和离子背景。导出了静电势的严格方程。它的线性化和第一次平滑揭示了这个潜在的屏蔽库仑势的各个粒子的总和。平滑这个总和产生经典的伏拉索夫表达式,包括初始条件朗缪尔波的增长或阻尼的朗道轮廓计算。该理论的扩展,以适应捕获或混乱由于朗缪尔波的正确描述。在线性区,这种波的振幅被发现由朗道增长或阻尼和自发发射。使用屏蔽势,碰撞扩散系数的计算第一次通过一个收敛的表达式,包括正确的计算所有碰撞参量的偏转。屏蔽和碰撞输运被认为是电子排斥偏转的两个相关方面。
2012-11-22 physics.plasm-ph
Coupled rate-equation hydrodynamic simulation of a Rydberg gas Gaussian ellipsoid: Classical avalanche and evolution to molecular plasma
椭圆体体积的里德堡分子,夹带在超音速分子束,在纳秒的时间尺度上演变,形成强耦合的超冷等离子体。我们提出了耦合速率方程模拟模型的基本动力学过程和分子解离通道在均匀分布的等离子体和条件下,由我们的实验几何。模拟预测了一个快速的电子驱动碰撞雪崩等离子体其次是缓慢的电子-离子复合。在20 $μ$ s内,里德堡结合能的释放将静态等离子体的电子温度升高到$T_e = 100$ K。提供准自相似膨胀,热电子气驱动离子径向运动,减少$T_e$。这些模拟提供了一个经典的基线模型,考虑量子效应的电荷梯度和双极部队在实验系统中的演变进行响应雪崩动力学。
2019-08-20 physics.chem-ph physics.plasm-ph
Bridge functions of classical one-component plasmas
在最近的一篇论文中,Lucco Castello等人[arXiv:2107.03537]从分子动力学模拟中系统地提取了经典的单组分等离子体桥函数,并提供了一个精确的参数化,该参数化被纳入了用于Yukawa单组分等离子体的基于同构的经验修改的超网链方法中。在这里,提取技术和参数化策略进行了详细描述,而早期的努力的不足之处进行了讨论。的结构和热力学预测的更新版本的积分方程理论的方法进行了比较,广泛的可用的模拟结果揭示了一个真正前所未有的准确度在整个稠密液体区域的汤川相图。
2021-10-01 cond-mat.soft physics.plasm-ph
Comparative merits of the memory function and dynamic local field correction of the classical one-component plasma
通过研究波矢和频率相关的动力学量:动力学结构因子(DSF)和动力学局域场修正(LFC),探讨了经典单组分等离子体(OCP)的液体和等离子体描述的互补性。精确的分子动力学(MD)模拟用于验证/测试DSF和LFC模型。我们的模拟,跨越整个流体政权($Γ= 0.1 - 175$),表明DSF是非常好的代表一个简单的和众所周知的记忆函数模型的广义流体力学。另一方面,LFC,这是我们第一次使用MD计算,现有的模型没有很好地描述。
2011-06-22 cond-mat.stat-mech physics.plasm-ph
Probing the transition from classical to quantum radiation reaction in relativistic plasma
本文研究相对论等离子体中经典辐射反作用力向量子机制的转变,发现量子结果随$χ$参数增加而偏离经典结果,且偏差依赖于等离子体密度与温度。
2025-06-27 hep-ph hep-th physics.plasm-ph
Emulation Techniques for Scenario and Classical Control Design of Tokamak Plasmas
本文提出用神经网络集成仿真托卡马克形状控制目标,结合超参数采样和马尔可夫链蒙特卡罗算法生成平衡库,实现亚毫秒级实时控制矩阵计算。
2024-03-27 physics.plasm-ph
About Formation of Quasibound States and Ordered Structures in Dense Plasma
研究了在稠密等离子体中形成准束缚态和有序结构的可能性。采用了稠密等离子体的有效势。在这些模型的基础上,得到了系统中形成有序结构的条件。结果表明,在稠密的经典等离子体中形成准束缚态,而在稠密的半经典等离子体中形成有序结构。
2002-05-13 physics.plasm-ph
Nonlinear longitudinal current, generated by two transversal electromagnetic waves in collisionless plasma
考虑了电子气体任意程度简并的经典等离子体。在等离子体中有两个外电磁场在传播。因此,需要在这些磁场上找到等离子体响应。从无碰撞等离子体动力学弗拉索夫方程出发,得到了两个电场强度在平方律近似下的分布函数。导出了任意温度(任意退化程度的电子气体)下的电流计算公式。这个公式包含一个一维求积。结果表明,非线性因素导致沿波矢方向的纵向电流的出现。该纵向电流垂直于在线性分析处接收到的已知横向经典电流。波数的小值的情况下被认为是。对无量纲电流大小随电磁场波数和振荡频率的变化进行了图解比较。
2015-05-26 physics.plasm-ph
Plasma-sheath effects on the Debye screening problem
评述了等离子体中孤立带电粒子产生的静电场的经典德拜-休克尔屏蔽效应。基本的数学模型,特别是弱场近似的有效性进行了分析。它示出的等离子体鞘周围的测试粒子和由此产生的电荷屏蔽效应的存在下是必不可少的描述的等离子体是强耦合的。
2006-01-31 physics.plasm-ph
Effective Coulomb Logarithm for One Component Plasma
提出了一种在单组分等离子体中有效库仑对数的表达式,它允许将经典的自扩散系数公式的适用性扩展到强耦合区域。建议的解析近似与以前的数值模拟结果表明合理的协议。弱屏蔽汤川系统(特别是复杂的等离子体)的相关性进行了讨论。
2013-04-26 physics.plasm-ph
A critique of recent semi-classical spin-half quantum plasma theories
某些最近的半经典自旋半量子等离子体理论的内部一致性,物理适用性和相关的融合,天体物理和凝聚态等离子体检查。它表明,在这些理论的推导和得到的一些结果是内部不一致的,并违背了量子力学和统计力学的既定原则,特别是在他们的治疗费米子和自旋。声称大的半经典效应的自旋磁矩,可以主导等离子体动力学被发现是无效的,无论是单粒子和集体。高温下拉莫尔矩占主导地位,而低温下由于泡利阻塞,自旋矩取消。从各种等离子体的显式的数值估计提供证明,自旋效应确实比许多被忽视的经典效应小得多。所作的分析表明,上述“自旋量子流体力学”理论与传统的实验室或天体物理学等离子体无关。
2014-09-01 cond-mat.other physics.flu-dyn physics.plasm-ph
Classical Nucleation Theory of the One-Component Plasma
在经典成核理论的背景下,我们研究了单组分等离子体(OCP)的结晶速率。从我们的推导的自由能的任意分布的固体团簇嵌入在液相中,我们推导出的OCP作为库仑耦合参数的函数的稳态成核率。我们的结果与最近的分子动力学模拟一致,但它比以前的分析估计大了许多数量级。进一步的分子动力学模拟的成核速率的过冷液体OCP的几个值的耦合参数将澄清这个过程的物理。
2008-04-21 astro-ph physics.plasm-ph
Two stream instabilities in degenerate quantum plasmas
基于介电函数方法研究了等离子体双流不稳定性的量子力学效应。分析表明,当电子漂移速度与费米速度相当时,与惯性约束聚变相关的简并等离子体表现出与经典等离子体不同的行为。对于与费米波矢相当的高波矢,简并量子等离子体具有比经典等离子体更大的双流不稳定性区。一个政权,其中的等离子体波的频率大于1.5倍的朗缪尔波的频率变得不稳定的双流不稳定性,被确定。
2013-10-18 physics.plasm-ph quant-ph
Applicability of semi-classical theories in the strong field plasma regime
本文研究了等离子体振荡中经典与量子相对论区域的界限,发现经典Vlasov理论在低于Compton频率时适用,但Schwinger机制产生的正负电子对在约10%临界场强时仍可能重要。
2024-12-18 hep-th physics.plasm-ph
Effects of the $g$-factor in semi-classical kinetic plasma theory
本文提出了自旋等离子体的动力学理论,推广了前人的理论。在该模型中,普通相空间被扩展到包括自旋自由度。与麦克斯韦方程组一起,系统被证明是能量守恒的。通过分析线性性质,发现新的波粒共振是可能的,它直接依赖于电子的反常磁矩,结果出现了在没有自旋时不存在的新的波模。我们的研究结果的影响进行了讨论。
2008-11-11 astro-ph physics.plasm-ph
Classical diamagnetism, magnetic interaction energies, and repulsive forces in magnetized plasmas
玻尔-范列文定理通常被总结为没有经典磁化率,特别是没有抗磁性。这是严重的误导。该定理假设位置相关的相互作用,但这不是经典物理学所要求的。自1920年达尔文的工作以来,人们已经知道,由于经典的带电点粒子的磁性只能通过允许拉格朗日中的速度相关的相互作用来描述。勒让德变换到近似哈密顿量可以给出带电点粒子系统达尔文抗磁性的估计。然而,与实验进行比较,需要知道样品中经典行为电子的数量。一个新的排斥有效多体力,这应该是在等离子体相关的,预测的哈密顿量。
2011-05-05 cond-mat.stat-mech physics.class-ph physics.plasm-ph
Quantum Calculation of Classical Kinetic Equations: A Novel Approach for Numerical Analysis of 6D Boltzmann-Maxwell Equations in Collisionless Plasmas Using Quantum Computing
本研究提出一种求解6D无碰撞等离子体玻尔兹曼-麦克斯韦方程的新型量子算法,由玻尔兹曼与麦克斯韦求解器构成,各含编码、传播、积分步骤,经IBM Qiskit实现并与经典方法并行验证,可加速该方程的大规模计算。
2023-06-09 physics.plasm-ph physics.space-ph quant-ph
Transverse electric conductivity and dielectric function in quantum non-degenerate collisional plasma by Mermin approach
推导了量子非简并碰撞等离子体中横电导的计算公式。采用了弛豫法中动量空间的动力学方程。结果表明,在$\hbar\to 0$处,导出的公式转化为经典公式.它还表明,当无量纲波数的值是小的,电导公式转移到已知的经典非简并等离子体的公式。
2012-06-18 physics.plasm-ph quant-ph
Study of charge-charge coupling effects on dipole emitter relaxation within a classical electron-ion plasma description
本文在不考虑短程库仑发散的正则化电子-离子势的基础上,研究了电子气和双组分等离子体中离子杂质的电荷-电荷(离子-离子、离子-电子和电子-电子)耦合特性。这项工作的动机部分是由最近的光谱测量揭示与目前的理论描述的差异所产生的问题。目前的许多等离子体辐射性质模型只考虑了单电子-发射极碰撞,而忽略了部分或全部的电荷-电荷相互作用。本文提出了偶极弛豫的分子动力学模拟,以适当考虑电子-发射极相互作用和所有电荷-电荷耦合。作为例证,分子动力学模拟的情况下,单离子嵌入电子等离子体和两个组件的离子-电子等离子体。离子-离子,电子-离子,电子-电子耦合效应进行了讨论氢类巴耳末α线。
2004-10-29 physics.atom-ph physics.plasm-ph
Comment on: "Interacting quantum and classical waves: Resonant and non-resonant energy transfer to electrons immersed in an intense electromagnetic wave'' [Phys. Plasmas 29, 022107 (2022)]
本文评论一项基于 Klein-Gordon 方程的等离子体电子增能研究,指出其结果可由经典理论获得,并纠正原文错误、评估该机制解释高能粒子产生的适用性。
2023-03-23 physics.acc-ph physics.plasm-ph
Equation of state of classical Coulomb plasma mixtures
我们发展了完全电离的非理想电子-离子等离子体混合物的热力学函数的解析近似。在强库仑耦合的制度下,我们使用我们以前开发的解析近似与刚性和极化电子背景的单组分等离子体的自由能,并应用线性混合规则(LMR)。通过对该自由能的解析推导,得到了其它热力学函数。为了得到一个解析近似的中间耦合和过渡到德拜-休克尔极限,我们进行超网链计算的自由能,内能,和压力的混合物不同的离子物种和引入校正的LMR,这使得从强到弱的库仑耦合与数值结果一致的顺利过渡。
2009-01-08 astro-ph physics.plasm-ph
Crystallization of classical multi-component plasmas
本文发展了一种计算经典、理想、多组分等离子体中液-固相变平衡性质的方法。我们的方法是一个半解析计算,依赖于扩展的精确拟合公式可用于一个,两个和三个组件的等离子体的情况下,与任意数量的组件的等离子体。我们将我们的结果与Horowitz,Berry和Brown(Phys. Rev. E,75,066101,2007)的结果进行了比较,他们使用分子动力学模拟来研究与吸积中子星的海洋-地壳边界相关的17种混合物的化学性质,在该点上,一半的混合物已经固化。考虑到与Horowitz等人相同的初始组成,我们能够以良好的精度再现半冰点下的液体和固体成分;我们发现大多数物种的丰度在模拟值的10%以内。我们的方法允许复杂的混合物的相图进行探索比可能的数值模拟更彻底。我们简要地讨论了吸积中子星的液固边界的性质的影响。
2010-02-17 astro-ph.SR physics.plasm-ph
Transverse electric conductivity and dielectric function in quantum Maxwellian collisional plasma by Mermin approach
推导了量子麦克斯韦碰撞等离子体中横向电导的计算公式。动力学冯诺依曼方程在动量空间与碰撞积分的松弛形式。结果表明,当普朗克常数趋于零时,导出的公式转化为经典公式。它还表明,当无量纲波数的值是小的,电导公式转移到经典麦克斯韦等离子体的已知公式。
2012-06-26 physics.plasm-ph quant-ph
Addendum to "Equation of state of classical Coulomb plasma mixtures"
最近开发的完全电离的非理想电子-离子等离子体混合物状态方程的解析近似[Potekhin等人,Phys. Rev. E,79,016411(2009); arXiv:0812.4344]涵盖了弱库仑耦合状态和强库仑耦合状态之间的转变,并再现了超网链(HNC)近似中获得的数值结果,并进行了修改,以适应强耦合状态中线性混合的微小偏差,这是最近的蒙特卡罗模拟揭示的。此外,混合规则提出了弱耦合的制度,推广后德拜密度修正的混合物的情况下,在该政权的HNC近似数值同意。
2009-09-22 astro-ph.SR physics.plasm-ph
New foundations and unification of basic plasma physics by means of classical mechanics
从等离子体的$N$体描述中推导德拜屏蔽和朗道阻尼,需要在经典教科书中进行许多页繁重的动力学计算,而且是在不同的、不相关的章节中完成的。使用牛顿第二定律的$N$体系统,我们执行这个推导在几个步骤中使用标准的微积分工具的初等计算,没有概率设置。出乎意料的是,德拜屏蔽遇到的道路上的朗道阻尼。该理论的扩展,以适应捕获或由于朗缪尔波混沌的正确描述,并避免静电势的小振幅假设。使用屏蔽势,碰撞输运计算的第一次由一个收敛的表达式,包括正确的计算偏转的所有碰撞参量。屏蔽和碰撞输运被认为是电子排斥偏转的两个相关方面。
2013-10-11 physics.class-ph physics.plasm-ph
Pondermotive potential and Backward Raman Scattering in dense quantum plasmas
研究了稠密量子等离子体在后向喇曼散射中的响应。当激发的朗缪尔波具有低波矢(高波矢)时,经典理论低估(高估)了后向喇曼散射系数。二阶量子微扰理论表明,有质动力势的二次谐波即使在单粒子运动中也会自然产生,这与经典等离子体相反。
2013-10-18 cond-mat.quant-gas physics.optics physics.plasm-ph
Plasma dynamics at the Schwinger limit and beyond
本研究采用Dirac-Heisenberg-Wigner形式论,探讨了超强电场下初始等离子体的存在如何使Schwinger对产生等量子机制与经典非线性效应相互作用,并揭示了初始密度和温度对等离子体振荡动力学的影响。
2022-09-16 hep-ph physics.plasm-ph