Electronic detection of collective modes of an ultracold plasma
使用一种新的技术，直接检测附近的电极上感应的电流，我们测量等离子体振荡超冷等离子体，这是由不均匀和随时间变化的密度和变化的中性的影响。电子检测避免了与以前的测量相关的加热和蒸发动力学，并允许我们测试等离子体中性的重要性。我们应用直流和脉冲电场来控制电子损失率，并发现等离子体的电荷不平衡对谐振频率有显著影响，与最近的预测非常吻合，表明耦合到边缘模式。
2012-02-08 physics.plasm-ph
Charge, density and electron temperature in a molecular ultracold plasma
在超音速分子束中夹带的一氧化氮里德伯气体在演化形成超冷等离子体时释放电子。该信号的大小与随后施加脉冲电场提取的信号相比，决定了等离子体电荷的绝对大小。这些信息，结合离子的数密度，支持一个简单的热化学模型，解释了等离子体的演变到超冷电子温度。
2010-04-06 physics.chem-ph physics.plasm-ph
Electronic resonances in expanding non-neutral ultracold plasma
本文计算了非均匀非中性超冷等离子体的自然振荡谱，发现电子摩擦导致离散本征振荡，并给出共振频率对电荷不平衡和膨胀时间的依赖，与实验吻合。
2023-12-22 physics.plasm-ph
Ion Temperature Evolution in an Ultracold Neutral Plasma
我们使用空间分辨的激光诱导荧光光谱研究了膨胀超冷中性等离子体中离子温度的长期演化。绝热冷却在等离子体膨胀期间将离子温度降低一个数量级，至低至0.2K的温度。冷却受到离子和更热的电子之间的热交换的限制。我们还提出了一个额外的加热机制的证据，并讨论了可能的来源。数据描述的等离子体演化的模型，包括离子-电子热交换的影响。我们表明，适当的初始条件下，在膨胀过程中的等离子体中的离子的库仑耦合的程度增加。
2015-01-27 physics.plasm-ph
Plasma formation from ultracold Rydberg gases
最近的实验已经证明了超冷里德伯原子气体自发演化为膨胀的超冷等离子体，以及等离子体重组为高激发原子态的逆过程。处理的等离子体的演化的动力学方程的基础上，而电离/激发和重组被纳入使用速率方程，我们从理论上研究了里德伯等离子体过渡。近似地考虑了空间关联对等离子体动力学的影响，我们发现离子关联对结果的影响只是定量的，而不是定性的。
2003-03-12 physics.atom-ph physics.plasm-ph
Plasma Oscillations and Expansion of an Ultracold Neutral Plasma
本文报道了在超冷中性等离子体中观察到的等离子体振荡现象。用这种集体模式，我们探测电子密度分布，并研究等离子体的膨胀作为时间的函数。对于经典等离子体条件，即弱库仑耦合，膨胀由电子气的压力主导，并由流体动力学模型描述。在低温和高密度下，模型和观测结果之间的差异可能是由于电子的强耦合。
2000-06-09 physics.atom-ph physics.plasm-ph
Recombination fluorescence in ultracold neutral plasmas
我们首次对超冷中性等离子体中的复合荧光进行了测量和模拟。与以往的工作相比，实验和模拟是在显着的分歧。与复合模型的比较表明，分歧可能是由于高能量部分的电子能量分布或大的能量变化的电子/里德伯散射。电离荧光在超冷等离子体中开辟了一个新的诊断窗口，因为它探测了深度束缚的里德伯能级，这主要取决于电子能量学。
2007-08-21 physics.atom-ph physics.plasm-ph
Suppressing electron disorder-induced heating of ultracold neutral plasma via optical lattice
本文提出利用三维光晶格抑制超冷中性等离子体中的电子无序诱导加热，通过经典分子动力学模拟，使DIH抑制1.3倍、库仑耦合强度达0.8，接近强耦合区，为电子强耦合等离子体研究开辟新途径。
2023-08-31 physics.plasm-ph
Emergence of Kinetic Behavior in Streaming Ultracold Neutral Plasmas
我们通过调整产生等离子体的光致电离激光束来产生流动的超冷中性等离子体。通过改变电子温度，我们控制的相对速度的流动人口，并结合等离子体密度的变化，这控制离子碰撞流的碰撞性。激光诱导荧光被用来映射空间分辨的密度和速度分布函数的离子。我们将局部热平衡的缺乏和相互渗透、逆流离子的不同群体确定为动力学行为的特征。实验数据进行了比较，从一个一维，两种流体的数值模拟的结果。
2015-01-24 physics.plasm-ph
Correlation and recombination heating in an ultracold plasma. Analitic estimations
本文研究了冷原子光电离产生的超冷电子-离子等离子体。得到了由关联加热引起的非理想参数的解析表达式。在工作中，使用了最近邻近似和Wigner-Seitz盒近似，考虑了电子的复合加热。与实验结果吻合较好。证明了产生强非理想电子子系统的可能性，并确定了产生强非理想电子子系统的条件。
2011-07-29 physics.plasm-ph
Ion Acoustic Waves in Ultracold Neutral Plasmas
我们利用具有空间周期性强度调制的激光束对激光冷却的原子进行光折变，以产生具有受控密度扰动的超冷中性等离子体。激光诱导荧光成像揭示了密度扰动在空间和时间上的振荡，并且振荡的色散关系与离子声波的色散关系相匹配，离子声波是长波长的静电密度波。
2010-05-25 physics.atom-ph physics.plasm-ph
Influence of Electron Evaporative Cooling on Ultracold Plasma Expansion
超冷中性等离子体（UCP）的膨胀主要由电子组分的热压驱动，因此对电子温度敏感。在较低密度（小于10 $^8$ /cm $^3$）下，蒸发冷却对UCP膨胀率具有显著影响。我们研究了在这个密度范围内的电子蒸发效应。由于密度低，三体复合的影响可以忽略不计。我们模拟的膨胀，考虑到电子温度的变化，由于蒸发以及绝热膨胀，发现与我们的数据很好的协议。我们还开发了一个简单的模型，初始蒸发的超冷等离子体密度，尺寸和电子温度的范围内，以确定在什么参数范围内电子蒸发预计有显着的效果。我们还报告了一种信号校准技术，它涉及到我们的检测器的信号的离子和电子的总数在超冷等离子体。
2013-04-22 physics.plasm-ph
High Resolution Ionization of Ultracold Neutral Plasmas
集体效应，如波和不稳定性，是我们对大多数等离子体现象的理解不可或缺的。我们已经能够研究这些在超冷中性等离子体的初始密度分布，通过空间调制的电离激光强度的形状。我们描述了一个中继成像系统的光电离束，使我们能够创建更高的分辨率的功能和它的应用扩展到较短的波长的离子声波的观察。我们还描述了形成雕刻密度分布，以创建快速膨胀的等离子体进入真空和流动等离子体。
2011-12-30 physics.atom-ph physics.plasm-ph
Ultracold neutral plasma expansion in two dimensions
我们扩展了一个等温的超冷中性等离子体膨胀的热模型，没有球对称的系统，并使用这个模型来解释这些等离子体的新的荧光测量。通过假设自相似展开，可以解析地求解流体方程并包括速度效应以预测荧光信号。尽管这种方法简单，该模型再现了实验数据的主要特征。
2005-08-30 physics.atom-ph physics.plasm-ph
Using Three-Body Recombination to Extract Electron Temperatures of Ultracold Plasmas
三体复合是等离子体中一个重要的碰撞过程，在电子温度较低时会急剧增加，其可接受的标度为T_e^-9/2。我们测量三体复合在超冷中性氙等离子体中通过检测复合产生的里德伯原子使用微波电离技术。与公认的理论（预计将适用于弱耦合等离子体）和我们测得的速率，我们提取的等离子体温度，这是在合理的协议与以前的测量早期的等离子体寿命。由此产生的电子温度表明等离子体继续冷却到低于1 K的温度。
2007-06-18 physics.atom-ph physics.plasm-ph
Reduction of electron heating by magnetizing ultracold neutral plasma
采用经典分子动力学模拟，模拟了外加磁场作用下超冷中性等离子体中的电子加热。一个足够强的磁场被发现，以减少无序诱导加热和三体复合加热的电子约束电子运动，因此加热，与磁场对齐的单一维度。一个强大的和持久的温度各向异性的发展，和整体动力学电子温度有效地降低了三分之一。这些结果表明，实验可能会增加有效的电子耦合强度，使用外加磁场。
2017-11-15 physics.plasm-ph
Measurement and simulation of laser-induced fluorescence from non-equilibrium ultracold neutral plasmas
我们报道了超冷中性等离子体中激光诱导荧光的新测量和模拟。我们专注于最早的时候，当等离子体平衡正在发展和等离子体膨胀之前。在模拟中，离子通过Yukawa势相互作用在一个小细胞与包裹的边界条件。我们解决的光学布洛赫方程为每个离子在模拟作为时间的函数。模拟和实验都显示了初始布洛赫矢量旋转，无序引起的加热，和相干振荡的均方根离子速度。荧光信号的详细建模使得有可能使用荧光光谱探测超冷和强耦合等离子体中的离子动力学。
2009-06-25 physics.atom-ph physics.plasm-ph
Ultracold Plasma Expansion as a Function of Charge Neutrality
超冷等离子体（UCP）是在接近但不完全中性的条件下产生的。在零电子温度的限制下，电子屏蔽导致非中性，表现为UCP的内部区域（电子和离子）和外部区域（主要由离子组成）。内部区域是双组分超冷等离子体物理最具科学意义的区域。本文提出了一个计算非中性UCP随时间演化的理论模型。尽管德拜屏蔽长度远小于特征等离子体的空间尺寸，模型计算预测，膨胀率和电子温度的UCP内部是敏感的中性的UCP。预测的UCP对中性的依赖关系的几个UCP属性，如电子温度的正确测量，并在UCP中的电子蒸发冷却的正确理解的影响。
2014-09-26 physics.plasm-ph
Electron trapping in freely expanding ultracold neutral plasmas
我们报告的自感电子捕获发生在一个超冷的中性等离子体，设置为自由膨胀。在等离子体的早期阶段，离子没有被热化，遵循高斯空间分布，为最冷的电子提供捕获。在目前的工作中，我们提供了一个理论模型描述的静电势和进行分子动力学模拟，以验证我们的研究结果。我们表明，在强约束制度，等离子体的潜力是一个Escheras-Fermi型，类似的情况下，重原子物种。粒子的数值模拟空间分布证实了这一说法。我们还从模拟中提取了电子温度和耦合参数，从而得到了瞬态的电子温度-费米能级的持续时间。
2018-04-19 physics.plasm-ph
Creating and studying ion acoustic waves in ultracold neutral plasmas
我们在超冷中性等离子体中激发离子声波，通过在等离子体产生过程中的压印密度调制。激光诱导荧光被用来观察由波产生的密度和速度扰动。膨胀的等离子体上的波振幅的演变的效果被描述通过处理作为一个绝热不变量的波作用。考虑到这种效应后，我们确定波是弱阻尼的，但阻尼明显快于朗道阻尼的预期。
2012-01-03 physics.atom-ph physics.plasm-ph
Using Charged Particle Imaging to Study Ultracold Plasma Expansion
我们发展了一种投影成像技术来研究超冷等离子体动力学。我们的带电粒子的空间分布图像提取与高压脉冲到位置敏感探测器。在稍后的时间测量离子图像的2D宽度（在前20 $μ$ s中的离子图像尺寸由致密离子云的库仑爆炸主导），我们提取等离子体膨胀速度。这些速度在不同的初始电子温度相匹配的早期结果通过测量等离子体振荡频率。在等离子体寿命期间，由于离子云对电子的强库仑力、电子损失和库仑爆炸效应，电子像尺寸缓慢减小。
2008-08-28 physics.plasm-ph
Density-Dependent Response of an Ultracold Plasma to Few-Cycle Radio-Frequency Pulses
超冷中性等离子体对所施加的射频（RF）场表现出密度依赖的共振响应，其频率范围为几MHz至数百MHz，以实现密度。我们已经进行了测量，其中短脉冲的RF施加到这些等离子体，脉冲持续时间短至两个周期。我们仍然观察到对这些短脉冲的密度依赖性共振响应。然而，响应的过快时间尺度、响应对驱动场的符号的依赖性、随着脉冲数量增加的响应以及等离子体对径向和轴向施加的RF场的响应的差异与等离子体响应是由于等离子体中的电子的局部共振加热而不一致的。相反，我们的结果是一致的快速能量转移从集体运动的整个电子云的电子在高能轨道。除了提供一个潜在的更强大的方法来测量超冷中性等离子体密度，这些测量表明集体运动在这些系统中的能量传输的重要性。
2012-12-06 physics.plasm-ph
The role of collisions and strong coupling in ultracold plasmas
超冷等离子体是由电离阈值附近的冷原子和分子的光激发云形成的。他们探索了等离子体物理的一个新领域，并显示出强耦合效应，其特征是库仑能与动能之比大于1。许多类型的碰撞在这些系统的产生、平衡和扩展中起着作用。
2012-01-03 physics.atom-ph physics.plasm-ph
Expansion of Ultracold Neutral Plasmas with Exponentially Decaying Density Distributions
我们提出了一个超冷中性等离子体（UCNP）的初始密度分布，在空间中呈指数衰减的膨胀的研究，光致电离原子后不久，他们从四极（或双锥尖）磁阱释放。一个特征的离子声时标是明显的等离子体的大小和速度的演变，表明动态合理地描述了准中性等离子体的流体动力学膨胀的模型。然而，对于低等离子体密度和高初始电子温度，在中心密度峰值附近的过量离子动能表明在早期的显着的局部非中性。观测结果进行了比较，一个UCNP与初始高斯密度分布的自相似膨胀，和一个类似的标度律描述了这两种情况下的等离子体尺寸的演变。
2020-12-29 physics.plasm-ph
Electron Temperature Evolution in Expanding Ultracold Neutral Plasmas
我们用超冷中性等离子体的自由膨胀作为电子温度的时间分辨探针。结合离子膨胀速度的实验测量和数值模拟表征了从低初始γ_e的弹性碰撞区域（主要是电子的绝热冷却）到高初始γ_e区域（非弹性过程急剧加热电子）的过渡。我们确定的时间尺度和各种过程的相对贡献，并首次在超冷中性等离子体中的辐射衰变和无序诱导的电子加热的重要性实验。
2007-05-23 physics.atom-ph physics.plasm-ph
Absorption Imaging and Spectroscopy of Ultracold Neutral Plasmas
吸收成像和光谱学可以在超冷中性等离子体产生后的最初几微秒内探测其动力学。然而，数据的定量分析由于不均匀的密度分布、等离子体的膨胀以及离子可能缺乏全局热平衡而变得复杂。在本文中，我们描述了解决这些问题的方法。使用简单的假设的基本温度分布和离子运动，多普勒展宽的吸收光谱从等离子体图像可以相关的等离子体中的平均温度。
2004-07-27 physics.atom-ph physics.plasm-ph
Kinetic modelling and molecular dynamics simulation of ultracold neutral plasmas including ionic correlations
详细描述了超冷中性等离子体演化的动力学方法，包括电子关联和速率方程对电离/激发和复合/去激发的处理。为了评估动力学模型中固有的近似的可靠性，我们开发了一种混合分子动力学方法。结果的比较表明，动力学模型描述的超冷等离子体的原子和离子的观测值令人惊讶的好，证实了我们早期的发现有关的作用，离子-离子的相关性[物理修订A { \bf 68}，010703]。此外，分子动力学方法允许人们研究离子等离子体组分向热力学平衡的弛豫。
2004-05-24 physics.atom-ph physics.plasm-ph
Electron Temperature Relaxation in the Clusterized Ultracold Plasmas
超冷等离子体是强耦合库仑系统的一个很有前途的候选者。不幸的是，由于电子的相当大的本征加热，中性原子光电离后实际获得的耦合参数γ_e值仍然相对较小。一个可行的方法是利用超冷里德伯气体的自发电离来克服这一障碍，这种自发电离的初始动能可以小得多，但是自发雪崩电离会导致离子的不均匀分布（团簇化），从而大大改变团簇附近电子弛豫的效率。在目前的工作中，这一假设是由一组广泛的数值模拟测试。结果发现，尽管初始动能较小，但在团簇化等离子体中电子速度的随后弛豫比在横向均匀离子分布的情况下进行得更剧烈。电子温度，首先，经历了一个急剧的初始跳跃（大概是由带电粒子能量的“维里化”引起的），其次，表现出一个逐渐的后续增加（大概是与离子簇中电子的多粒子重组有关）。作为一种可能的工具，以减少异常的温度升高，我们也认为是一个两步等离子体的形成，涉及封锁的里德伯态。由于离子的准规则分布，这导致了对簇化的抑制。在这种情况下，根据数值模拟，电子温度的后续演变进行得更温和，近似具有与垂直均匀离子分布相同的速率。
2022-09-16 physics.comp-ph physics.plasm-ph
Ultracold Neutral Plasmas
超冷中性等离子体是由激光冷却的原子在电离阈值附近光致电离而形成的。通过应用原子物理学技术和诊断，这些实验扩展了传统中性等离子体物理的边界。这些等离子体中的电子温度范围为1-1000 K，离子温度约为1 K。密度可接近$10^{11}$ cm $^{-3}$。基本的兴趣源于产生强耦合等离子体的可能性，但这些系统中的复合，集体模式和热化也已被研究。锶等离子体的光学吸收图像，使用在422 nm处的Sr $^+$ ${^2S\_{1/2}} -> {^2P\_{1/2}}$跃迁，描绘了等离子体的密度分布，并在50 ns的时间尺度上探测动力学。多普勒展宽的离子吸收谱测量离子速度分布，这给出了在光电离后的第一微秒内的离子动力学的精确测量。
2005-02-17 physics.plasm-ph
Creation of an Ultracold Neutral Plasma
我们报道了激光冷却氙原子的光电离产生超冷中性等离子体。载流子密度高达2 x 10^9 cm^-3，电子和离子的温度分别低至100 mK和10 uK。当德拜屏蔽长度变得小于样品尺寸时，正离子云捕获电子的等离子体行为是明显的。我们产生等离子体的参数，使电子和离子都强耦合。
2000-05-16 physics.atom-ph physics.plasm-ph
Magnetic Confinement of an Ultracold Neutral Plasma
我们证明了磁约束的超冷中性等离子体（UCNP）在零的双锥尖，或四极磁场。最初，UCNP由于电子热压力而膨胀。当等离子体遇到更强的场时，膨胀减慢，密度分布随场而变化。UCNP电子在大部分等离子体上被强烈磁化，而离子磁化仅在边界处显著。观察表明，电子和离子主要被捕获的磁镜和双极电场分别。限制时间接近0.5毫秒，而非磁化等离子体在几十微秒的时间尺度上消散。
2020-10-30 physics.atom-ph physics.plasm-ph
Strong-coupling effects in the relaxation dynamics of ultracold neutral plasmas
我们描述了一种混合分子动力学方法的描述超冷中性等离子体，绝热处理的电子气和一个完整的分子动力学模拟的离子，这使我们能够遵循的等离子体的长期演变，包括强耦合离子运动的影响的基础上。等离子体显示出相当复杂的弛豫行为，与离子温度的时间和空间振荡有关。此外，在等离子体演化过程中对离子进行额外的激光冷却会极大地改变膨胀动力学，使得离子组分的结晶可以在该非平衡系统中发生，从而导致晶格状结构或甚至长程序，从而导致同心壳。
2005-03-01 physics.atom-ph physics.plasm-ph
Using Absorption Imaging to Study Ion Dynamics in an Ultracold Neutral Plasma
本文报道了超冷中性等离子体的光学吸收成像，利用光学吸收成像测量了离子的吸收谱，该谱是多普勒展宽的。通过光谱宽度，我们监测离子平衡后的第一个250纳秒等离子体形成。平衡使离子处于弱耦合气态和强耦合液态之间的边界上。在一个较长的时间尺度上的微秒，我们观察到径向加速的离子所产生的压力被困的电子气。
2003-10-02 physics.atom-ph physics.plasm-ph
Evolution of Ultracold, Neutral Plasmas
我们提出了第一个大规模的模拟超冷，中性等离子体，产生的激光冷却氙原子的光电离，从创建到初始膨胀，使用经典的分子动力学方法与开放的边界条件。我们再现了许多实验结果，如电子的捕获效率与离子数的增加，最低电子温度达到接近光电离阈值，并重组成Rydberg态的非常低的主量子数。此外，这些效应中的许多在等离子体演化的很早阶段（$\sim$ ns）就在目前的实验观测开始之前建立起来。
2001-11-17 physics.atom-ph physics.plasm-ph
On the possibility of "correlation cooling" of ultracold neutral plasmas
最近的超冷中性等离子体实验表明，空间相关性的发展的基础上的内在加热效应。我们研究这种效应是否可以逆转，使强的空间相关性实际上可能导致冷却的离子。我们发现冷却确实是可能的。然而，它需要对初始状态进行非常精确的准备。量子力学的零点运动为离子冷却设定了一个下限。
2004-04-21 physics.atom-ph physics.plasm-ph
Ultracold Plasma Expansion in a Magnetic Field
我们测量了超冷等离子体在均匀磁场的磁力线上的膨胀。我们的图像的离子分布提取离子与高压脉冲上的位置敏感的检测器。在等离子体寿命的早期（$< 20$ $μ$ s），图像的大小由密集离子云的飞行时间库仑爆炸决定。对于以后的时间，我们测量的2-D高斯宽度的离子图像，获得横向膨胀速度作为磁场的函数（高达70 G）。我们观察到的膨胀速度尺度为B $^{-1/2}$，解释了一个非线性双极扩散模型，在两个不同的方向上的各向异性扩散。
2008-04-05 physics.plasm-ph
Creating Non-Maxwellian Velocity Distributions in Ultracold Plasmas
我们提出的技术，扰动，测量和模拟的离子速度分布在超冷中性等离子体产生的锶原子的光电离。通过圆偏振光的光泵浦，我们将具有一定速度的离子提升到不同的自旋基态，并通过激光诱导荧光光谱探测由此产生的扰动速度分布。我们讨论了从我们测量的光谱中提取速度分布的各种方法，并通过与分子动力学模拟的比较来评估它们的质量
2011-12-14 physics.atom-ph physics.plasm-ph
On the Specific Features of Temperature Evolution in Ultracold Plasmas
最近的实验研究的温度演化的过程中的自由膨胀的超冷等离子体束，从磁光阱释放的时间的理论解释进行了讨论。最有趣的结果是发现了T_e ~ t^{-（1.2 +/-0.1）}的渐近形式，而不是稀薄单原子气体在惯性膨胀时所期望的t^{-2}。从我们的考虑如下，大大减速的温度衰减可以很好地解释的特定功能的状态方程的超冷等离子体与强库仑耦合，而由于非弹性过程（特别是，三体复合）的热释放不发挥明显的作用，在第一近似。这一结论是证实了近似的分析估计，基于模型的“维里化”的带电粒子的能量，并通过“从头算”数值模拟的结果。此外，模拟表明，上述法律的温度演变是非常快的接近-维里准则时，只满足一个因素的顺序。
2011-03-31 physics.atom-ph physics.comp-ph physics.plasm-ph
Simulation of ultracold plasma expansion in homogeneous magnetic field
Joint Institute for High Temperatures of the Russian Academy of Sciences（俄罗斯科学院高温联合研究所）
通过分子动力学模拟，研究了均匀磁场中超冷钙等离子体的膨胀，发现磁场导致电荷分离和电子逃逸，形成准中性核心与厚离子壳层，并观察到离子动能各向异性，结果与实验一致。
2026-09-25 physics.plasm-ph
Simulations of an ultracold, neutral plasma with equal masses
本文报道了由等质量正、负电荷组成的超冷中性等离子体的理论研究结果。在我们的模拟中，等离子体是由中性粒子的快速解离产生的。等离子体的温度由离解的相对能量控制。我们研究了这个系统的初始能量被调谐，使等离子体形成在强耦合制度的早期时间演化。特别是，我们目前的温度演化和三体复合的结果。在弱耦合区，我们研究了膨胀等离子体如何热化以及离子间散射如何影响膨胀。由于膨胀导致密度下降，因此速度分布仅在有限时间内演变，最终分布取决于粒子的数量和等离子体的初始温度。
2014-08-21 physics.atom-ph physics.plasm-ph
A scalable theoretical mean-field model for the electron component of an ultracold neutral plasma
采用自洽确定的平均场近似，基于可扩展的方法对超冷中性等离子体（UCP）的电子分量进行了建模。UCP内的离散电子的代表性采样用于将电子空间分布投影到正交基函数的展开上。采用作用于样品电子的碰撞算子以驱动分布朝向热平衡。这些平衡分布可以确定为非零的电子温度，即使在存在球形的破环施加的电场。这对于预测关键的宏观UCP参数是有用的，例如电子限制势的深度。非均匀密度分布的UCP中的电子振荡等动力学也可以用这个模型来处理。
2015-10-20 physics.plasm-ph
Influence of electron-ion collisions on Coulomb crystallization of ultracold neutral plasmas
虽然由弹性电子-离子碰撞的离子加热可以被忽略用于描述自由膨胀的超冷中性等离子体的演化，但是在系统演化期间离子被激光冷却的情况下，情况是不同的。我们表明，在激光冷却等离子体中的电子-离子碰撞影响离子温度，降低了在这样的系统中可获得的相关程度。然而，考虑到碰撞增加的离子温度远低于基于忽略等离子体膨胀的静态等离子体云估计的温度。后者导致绝热冷却的离子，以及更重要的是，碰撞加热速率的快速下降。
2004-10-02 physics.atom-ph physics.plasm-ph
Thermodynamic State Variables in Quasi-Equilibrium Ultracold Neutral Plasma
利用经典分子动力学模拟计算了准平衡态超冷等离子体的压强和内能。库仑崩溃是避免模拟电子-离子相互作用，使用一个有吸引力的库仑势与排斥核心。我们提出了一种方法来分离的经典束缚态，这是由于重组形成的贡献，从自由电荷的贡献时，评估这些热力学状态变量。结果发现，当排斥核长度尺度足够短时，自由电荷的贡献与排斥核长度尺度的选择无关。与自由电荷的分压被发现密切遵循的单组分等离子体模型，在强耦合达到负值，而系统的总压力保持为正。这个赝势模型也适用于德拜-休克尔理论来描述弱耦合制度。
2016-11-04 physics.plasm-ph
Electron Evaporation from an Ultracold Plasma in a Uniform Electric Field
膨胀的超冷等离子体中的电子预计将处于准平衡状态，因为与等离子体寿命相比，碰撞时间很短，但我们观察到电子在膨胀过程中随着离子密度的降低而蒸发。我们观察到，一个小的电场，相对于离子移动的电子云增加蒸发速率。我们计算了零温电子云的空间分布随外加电场和离子密度的变化，假设它在任何时候都是高斯分布。这种计算使我们能够预测冷电子的流量从等离子体在任何时候，是在很好的协议与我们观察到的电子信号。
2010-06-01 physics.atom-ph physics.plasm-ph
Heating mechanisms in radio frequency driven ultracold plasmas
分析了外加电磁场影响等离子体温度的几种机制，并将其专门用于均匀射频场驱动的超冷等离子体系统。通过碰撞吸收加热的审查和应用到UCP。此外，它示出的RF场修改的三体复合过程中，通过电离电子从中间的高躺里德堡态和上移的连续阈值，导致在抑制三体复合。通过与有限的等离子体尺寸的无碰撞吸收加热的详细计算，揭示了一个温度阈值低于无碰撞吸收是无效的。
2012-06-01 physics.atm-clus physics.atom-ph physics.plasm-ph
Comment on "Observation of Collective Modes of Ultracold Plasmas"
我们讨论了弗莱彻，张，罗尔斯顿[PRL，96，105003（2006）]，谁揭示了一些次谐波的电子发射下的超冷等离子体的自由膨胀云的外部照射下的实验的理论解释。这些次谐波作为等离子体振荡的驻波（所谓的Tonks-Dattner共振）的原始解释遇到了一些问题，如缺乏足够的边界条件和不正确的依赖于等离子体温度和中性程度。本评论的目的是提到，一个更有希望的解释可能是基于在等离子体云膨胀和冷却过程中形成的次级里德伯原子的电离效率的峰值。Maeda和Gallagher的独立实验充分支持了最后提到的峰的存在[PRL，93，193002（2004）]。
2009-06-28 physics.atom-ph physics.plasm-ph
Evolution of Shielding Cloud Under Oscillatory External Forcing in Strongly Coupled Ultracold Neutral Plasma
本文使用LAMMPS软件进行MD模拟，研究了超冷中性等离子体在振荡外力下的晶体团簇动力学演化，发现了团簇动力学的有趣现象并报道了粒子五边形排列的形成。
2024-04-23 physics.plasm-ph
Strongly Coupled Plasmas via Rydberg-Blockade of Cold Atoms
我们提出并分析了一个新的方案，以产生超冷中性等离子体在强耦合制度深。该方法利用激发到高位里德堡态的冷原子之间的相互作用阻断，因此不需要对当前超冷等离子体实验进行实质性扩展。大量的模拟揭示了库仑耦合参数的普遍行为，提供了强关联的里德伯气体和超冷等离子体物理之间的直接联系。该方法被证明可以降低目前可访问的温度超过一个数量级，这开辟了一个新的制度，超冷等离子体研究和冷离子束应用与现成的实验技术。
2013-02-25 physics.atom-ph physics.plasm-ph
Ultrafast Electron Cooling in an Expanding Ultracold Plasma
等离子体动力学关键取决于密度和温度，因此，良好控制的实验实现是理论模型的基本基准。超冷等离子体的形成可以通过由单个飞秒激光脉冲电离微米尺寸体积的玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC）中的可调数量的原子来触发。大的密度结合极低的温度的BEC产生一个最初的强耦合等离子体在迄今为止未探索的制度桥接超冷中性等离子体和电离的纳米团簇。在这里，我们报告的超快冷却的电子，被困在轨道轨迹上的远程库仑势的密集的离子核心，冷却速率为400 K/ps。此外，我们的实验设置授予直接访问的电子温度，从5250 K松弛到低于10 K在不到500 ns。
2021-02-01 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph physics.plasm-ph
Steady-State Ultracold Plasma
本文提出通过磁光阱中钙原子的连续双光步激发产生稳态超冷等离子体，并结合激光诱导荧光和理论模型研究其参数，实现了峰值离子密度6×10^5 cm^-3、最低电子温度约2 K的强耦合等离子体。
2022-12-08 physics.optics physics.plasm-ph
Dissipative dynamics of atomic and molecular Rydberg gases: Avalanche to ultracold plasma states of strong coupling
在亚稳态氙在磁光阱中被光电离后不久，欧洲和北美的研究小组发现，从状态选择的高主量子数里德堡气体中自发地演化出类似状态的电离气体。随后，对超音速冷却分子束中夹带的氙原子和一氧化氮分子的研究表明，从一系列的潘宁电离和电子碰撞雪崩到等离子体，最终状态大致相同，耦合速率方程模拟很好地描述了这一点。但是，在较长时间的测量中，发现分子超冷等离子体表现出非常长的寿命和非常低的表观电子温度的异常组合。本文综述了原子和分子里德伯气体形成的超冷等离子体的研究的早期发展，然后详细的观察，因为它们结合起来，一氧化氮分子超冷等离子体的特性，似乎需要一个超越传统的等离子体物理的解释。
2019-08-20 cond-mat.dis-nn physics.chem-ph physics.plasm-ph
Non-equilibrium classical recombination in the expanding ultracold plasmas
Lomonosov Moscow State University（莫斯科国立罗蒙诺索夫大学）；Sternberg Astronomical Institute（斯登伯格天文研究所）；Space Research Institute of Russian Academy of Sciences（俄罗斯科学院太空研究所）；South Ural State University（南乌拉尔国立大学）；South Ural State Humanitarian Pedagogical University（南乌拉尔国立人文师范大学）
本文提出一种非平衡复合的ab initio模拟方法，通过可扩展参考系识别复合事件，发现复合效率约为20%，与实验结果一致。
2026-05-01 physics.comp-ph physics.plasm-ph
Ionization of Rydberg atoms embedded in an ultracold plasma
我们研究了嵌入超冷等离子体中的冷里德伯原子的行为。我们证明，即使是深束缚的里德伯原子完全电离在这样的环境中，由于电子碰撞。使用快速脉冲提取的电子从等离子体中，我们发现，过量的正电荷的数量，这是直接相关的电子温度Te，是不强烈的影响电离的里德伯原子。假设一个金-金平衡分布，在类比球状星团动力学，我们估计Te。在不对里德伯原子对等离子体的加热或冷却作出结论的情况下，我们讨论了通过加入里德伯原子来改变等离子体温度的范围。
2005-01-05 physics.atom-ph physics.plasm-ph quant-ph
Rydberg atom formation in strongly correlated ultracold plasmas
在极低温度下的等离子体中，中性原子的形成主要是碰撞三体复合，这是因为相应的复合速率与电子温度T之间存在很强的~ T^（-9/2）标度。虽然这一定律在高温下得到了很好的确立，但当T -> 0时的非物理发散清楚地表明在低温状态下的崩溃。在这里，我们提出了一个组合的分子动力学-蒙特卡罗研究的电子-离子复合在很宽的温度和密度范围。我们的研究结果再现了已知的行为的复合率在高温下，但揭示了显着的偏差随着温度的降低。我们讨论的命运的动力学瓶颈和解决的发散问题，等离子体进入超冷，强耦合域。
2011-09-29 physics.atom-ph physics.plasm-ph
