A new two-stream instability mode in magnetized quantum plasma
在非相对论性和理想费米气体假设下，利用量子流体力学模型研究了双流磁化量子等离子体中的一种新横模。研究发现，费米压力效应诱导的不稳定性的最小截止波长，不像经典的情况下，这是不稳定的较大的波数。外部磁场也显示出产生稳定效果。该模型的适用性和实验观测的具体参数的条件进行了深入讨论。
2017-12-15 physics.plasm-ph
Multi-Stream Instability of a Single Long Electron Bunch in a Storage Ring
在储存环纵向扩展电子束中，实验观察到了多流不稳定性。当光束扩展到其长度是环周长的几倍，并且光束的部分重叠时，观察到不稳定性。虽然光束的部分在物理空间中重叠，但由于扩展过程的性质，这些部分形成多个流，并且在速度空间中保持分离。当它们的数量增加和它们在速度上的分离减小时，这些流变得不稳定。一个分析理论预测发病的不稳定性，与模拟和测量，在很宽的范围内的峰值线电荷密度和束长度。这项工作扩展了以前的计算，包括动态的非线性伸长的束，与一个给定的初始长度，并定义了一个发病标准的长丝速度分离。
2019-01-28 physics.plasm-ph
Exploration on the Two-stream Instability in the Polar Cusp Under Solar Storm Disturbances and its Potential Impacts on Spacecraft
本研究通过PIC模拟与卫星数据对比，揭示太阳风暴期间极尖区双流不稳定性演化及其与静电孤立波的相互作用，并评估其对航天器表面电荷和通信的潜在风险。
2025-09-11 physics.plasm-ph
Filamentation instability of counter-streaming laser-driven plasmas
在与天体物理学无碰撞冲击有关的超音速无碰撞状态下，在一对逆流、烧蚀驱动等离子体流的相互作用中，观察到由于韦伯型不稳定性的增长而产生的丝状现象。通过在OMEGA EP激光系统上用1.8 kJ、2-ns激光脉冲照射一对相对的塑料（CH）箔来产生流动。超快激光驱动质子照相术被用来成像的韦伯产生的电磁场。实验观察结果与分析理论的韦伯不稳定性和粒子在细胞中的模拟是一致的。
2013-10-09 physics.plasm-ph
Suppression of two stream instability in relativistic electron-ion plasmas
本文研究相对论速度下电子-离子等离子体中双流不稳定性的抑制，发现高等离子体频率和现实离子-电子质量比均会压缩增长率参数空间，并通过四区域分析为高能等离子体应用提供标度律。
2025-08-23 physics.plasm-ph
Counter-Streaming Beams in Collisionless Pair Plasma Instability Systems III: Collisionless Heating, Acceleration, and Radiation
University of Kansas（堪萨斯大学）
本文研究无碰撞对等离子体中韦伯不稳定性形成的大电流丝合并的能量转换与动力学效应，并探讨相关辐射过程与抖动及同步辐射的联系。
2025-10-24 physics.plasm-ph
A relativistic two-stream instability in an extremely low-density plasma
针对冷等离子体模型导致导线电流不稳定的悖论，本文基于有限温度双流体模型并在狭义相对论框架内，提出了一种易于应用的低密度等离子体双流不稳定性判据。
2023-05-26 physics.plasm-ph
Amplification due to Two-Stream Instability of Self-Electric and Magnetic Fields of an Ion Beam Propagating in Background Plasma
带电粒子束在背景等离子体中的传播作为空间电荷中和的方法已经被示出为实现高度的电荷和电流中和，并且因此能够实现带电粒子束的接近弹道的传播和聚焦。相应地，使用等离子体传播带电粒子束对于惯性聚变和高能量密度实验室等离子体物理中的强粒子束的传输和聚焦具有重要的应用。然而，通过背景等离子体的束离子流可以导致束离子和等离子体电子之间的双流不稳定性的发展。双流不稳定性增强的束流电场和磁场会导致离子束散焦。利用粒子模拟方法，研究了不稳定性驱动的自电磁场和由此产生的离焦力随背景等离子体密度和束离子质量的变化规律。我们确定等离子体参数的散焦力可以减少。
2017-11-27 physics.plasm-ph
Counter-Streaming Beams in Collisionless Pair Plasma Instability Systems II: Spectral Cone and Spectral Wave Mode Analysis
University of Kansas（堪萨斯大学）
本文通过粒子网格模拟的谱分析，研究无碰撞对等离子体中Weibel不稳定性的谱趋势，探讨功率对视角和频率的依赖，并关联系列首篇结果。
2025-10-24 physics.plasm-ph
On the structure of the two-stream instability -- complex G-Hamiltonian structure and Krein collisions between positive- and negative-action modes
双流不稳定性可能是等离子体物理和束-等离子体系统中集体不稳定性的最重要的基本例子。对于一个基于一维温流体模型的两种带电粒子的温等离子体，双流不稳定性的不稳定性图显示了一个有趣的能带结构，尚未得到解释。我们表明，这种不稳定性的能带结构是热双流体系统的哈密顿性质的后果。有趣的是，哈密顿性质表现为波数空间中复杂的G-哈密顿结构，它直接决定了不稳定性图。具体而言，它示出的稳定和不稳定的区域之间的边界的位置Krein碰撞本征模式与不同的Krein签名。从物理学的角度来看，这严格地意味着，当一个积极的行动模式与一个消极的行动模式共振时，系统就会不稳定，而且这是系统不稳定的唯一机制。预计这种不稳定的物理机制对于等离子体物理、加速器物理和流体动力学系统中的保守系统中的其他集体不稳定性是有效的，这些系统允许无限维哈密顿结构。
2016-04-11 physics.plasm-ph
Effect of collisions on the two-stream instability in a finite length plasm
用解析和数值方法研究了单能电子束在接地壁间碰撞一维等离子体中的不稳定性。电子和中性粒子之间的碰撞只考虑等离子体电子。色散方程的解表明，不稳定性的时间增长率是碰撞频率的线性递减函数，当碰撞频率为无碰撞增长率的2倍时，不稳定性的时间增长率变为零。流体模拟证实了这一结果。实用的公式给出了估计的阈值束流，这是所需的双流不稳定性发展为一个给定的系统长度，中性气体压力，等离子体密度，和光束能量。不同的中性密度和束流进行的粒子在细胞中的模拟表现出良好的一致性与流体理论的预测的增长率和阈值束流。
2016-08-03 physics.plasm-ph
Energy principle for 2D electromagnetic, relativistic, interpenetrating, counter streaming plasma flows
相对论性电子束在等离子体中传播时，在系统中感应出一个返回电流。这种逆流的正向和返回电流的系统容易受到许多不稳定性的影响，其中韦伯仍然是使系统不稳定的主要模式。韦伯不稳定性已被广泛研究，在模拟，实验，以及，分析使用流体和动力学处理。一个纯粹的增长模式，如韦伯不稳定性也可以理解，通过使用守恒定理和能量原理分析。已经使用能量原理分析研究了光束等离子体系统中的静电不稳定性（与Weibel不稳定性类似的双流不稳定性）[Lashmore-Davies 2007]。本文对束流等离子体系统中二维韦伯不稳定性的守恒定理进行了详细的解析描述。
2017-07-10 physics.plasm-ph
Two-stream Plasma Instability as a Potential Mechanism for Particle Escape from the Venusian Ionosphere
在这项工作中，我们调查的可能性双流不稳定性在金星大气中，导致动量转移到随后逃逸的氢和氧离子从电离层。我们采用流体动力学模型，并获得了线性色散关系，从双流不稳定性进行了研究。利用金星快车（VEX）ASPERA-4的观测资料，进一步研究了太阳风与金星电离层离子的相互作用，由此产生不稳定性。这些数据支持了双流不稳定性可以提供足够的能量将离子加速到行星的逃逸速度的事实。
2022-07-11 physics.plasm-ph physics.space-ph
Electron Weibel Instability in Relativistic Counter-Streaming Plasmas with Flow-Aligned External Magnetic Fields
研究了两个对称逆流相对论电子等离子体在恒定均匀的外磁场中驱动的韦伯不稳定性，也称为电流驱动不稳定性.线性和非线性阶段的不稳定性进行了研究，使用分析建模和粒子在细胞（PIC）模拟。虽然以前的研究已经描述了磁场的稳定效果，我们在这里表明，饱和阶段只受到微弱的影响。在相对论冷流体框架下，考虑单个不稳定模，详细讨论了导致饱和的不同机制。外场的应用导致大波长的饱和水平略有增加，而它不影响小波长。多模和温度效应进行了研究。虽然在大的温度下的饱和水平是独立的外部磁场，在小的，但有限的温度下，在外部磁场的存在下，不同的模式之间的竞争导致相对于未磁化的情况下较低的饱和水平。
2016-12-12 physics.plasm-ph
Two-Stream Instability and Bernstein-Greene-Kruskal Mode Formation in Coulomb One Component Plasma
University of Kashmir（克什米尔大学）；Indian Institute of Technology Jammu（贾姆穆印度理工学院）；Institute for Plasma Research（等离子体研究所）；Homi Bhabha National Institute（霍米·巴巴国民学院）
研究了强耦合等离子体中双流不稳定性及BGK模式的形成，揭示了长程库仑力对不稳定性及模式生成的关键作用。
2025-11-24 physics.plasm-ph
Blow-up solitons at the nonlinear stage of the two-stream instability in quantum plasmas
研究了电子束逆流等离子体中量子双流不稳定性的非线性演化。结果表明，在长波极限下，不稳定性的非线性阶段可以用椭圆型非线性弦方程来描述。我们提出了两种类型的非线性解。第一个是不稳定的非线性模，它与增长的线性解连续相关，第二个是脉动孤子。我们证明了这两个解决方案在有限时间内爆炸。
2020-07-30 nlin.PS physics.plasm-ph
THz light source based on the two-stream instability and backward Raman scattering
提出了一种新的太赫兹光源方案。中等相对论性电子束中的朗缪尔波通过双流不稳定性激发，激发的朗缪尔波与可见光激光相互作用，通过喇曼散射产生太赫兹光。该方案利用阴极电子束和低强度红外激光，成本比传统技术低。
2020-03-04 physics.optics physics.plasm-ph
Non-resonant Streaming Instability driven by Leptons
利用全动力学等离子体模拟，我们研究了高能轻子驱动的非共振（Bell）流不稳定性。我们确定了必要的条件来驱动它和标准的质子驱动的情况下，在线性和饱和阶段的差异。一个简单的分析理论来解释模拟。我们的发现对于理解只有电子可能被加速的天体物理环境的现象至关重要（例如，斜激波）或产生相对论对的情况（例如，脉冲星风星云周围）。
2021-10-24 astro-ph.HE physics.plasm-ph
Constraints for the aperiodic O-mode streaming instability
在热能密度超过磁能密度（$β_\parallel > 1$）的等离子体中，非周期性普通模式（O模式）不稳定性由平行温度$A = T_\perp /T_\parallel < 1$的过量驱动（其中$\parallel$和$\perp$表示相对于均匀磁场的方向）。当由平行等离子体流刺激时，不稳定性条件扩展到低β状态，即，$β_\parallel <1$，最近的研究已经证明了一个新的制度的存在，其中各向异性阈值急剧降低$β_\parallel \to 0$降低，如果流动速度足够高。然而，这种不稳定性的发生是值得怀疑的，特别是在低β等离子体中，在那里的静电双流不稳定性预计将发展得更快的过程中的弛豫的逆流。因此，建议在这里确定的不稳定性条件下的O-模式所需的发病的静电不稳定性。这两个不稳定性的层次结构建立了低$β_\parallel <1$和大$β_\parallel > 1$等离子体。O模不稳定性有效工作的条件明显受到静电不稳定性的限制，特别是在低β等离子体中。
2014-12-21 astro-ph.SR physics.plasm-ph
Band Structure of the Growth Rate of the Two-Stream Instability of an Electron Beam Propagating in a Bounded Plasma
本文研究了电子束在两电极间有限尺寸等离子体中传输的双流不稳定性。结果表明，在这样的系统中的增长率是远远小于一个无限大的等离子体或一个有限尺寸的周期性边界条件的等离子体。即使等离子体的宽度与驻波的共振条件匹配，也会激发空间生长波，其生长速率与周期系统中的驻波相比较小。该增长率的近似表达式为$γ\approx (1/13)ω_{pe}(n_{b}/n_{p})(Lω_{pe}/v_{b})\ln (Lω_{pe}/v_{b})[ 1-0.18\cos ( Lω_{pe}/v_{b}+{π}/{2}) ]$，其中$ω_{pe}$为电子等离子体频率，$n_{b}$和$n_{p}$分别为束和等离子体密度，$v_{b}$为束速度，$L$为等离子体宽度。频率、波数以及空间和时间增长率随等离子体尺寸的变化呈现出能带结构。不稳定性的饱和幅度与系统长度有关，而与束流无关。对于短的系统，振幅可能会超过预测的值为无限的等离子体超过一个数量级。
2016-09-14 physics.plasm-ph
Electron Two-stream Instability and Its Application in Solar and Heliophysics
众所周知，在太阳耀斑中加速的电子束可以驱动双流不稳定性，并在日冕和行星际介质中产生射电爆发。最近的观测表明，太阳风可能起源于太阳表面附近的纳米级事件，局部加热的等离子体沿着开放场线逃逸到太空中。最近的数值模拟和理论研究表明，纳米级加速电子束驱动的电子双流不稳定性（ETSI）可以产生观测到的纳米级射电爆发、太阳风的非麦克斯韦电子速度分布函数以及太阳风中的动力学尺度湍流。本文简要介绍了ETSI非线性演化的基本理论框架和最新进展，包括电子空穴的形成、热等离子体中朗缪尔波的产生、非线性调制不稳定性和朗缪尔坍缩。在太阳物理学和天体物理学的潜在应用进行了讨论。
2016-06-20 astro-ph.SR physics.plasm-ph
Magnetic field amplification by a nonlinear electron streaming instability
相对论性流动等离子体不稳定性引起的磁场放大是高能天体物理环境以及与强激光和电子束相关的实验室场景的核心。本文报道了相对论稀释电子束在线性韦伯不稳定性饱和后出现的一种新的二次非线性不稳定性。这种不稳定性的增长，由于横向磁压力与束电流丝，这不能迅速中和由于背景离子的惯性。我们表明，它可以放大的磁场强度和空间尺度的数量级，导致大规模的等离子体腔与强磁场和非常有效的转换成磁能的光束动能。的不稳定性增长率，饱和水平，和尺度长度的解析推导，并显示出良好的协议与全动力学模拟。
2021-04-16 astro-ph.HE physics.plasm-ph
Quantum Treatment of Kinetic Alfvén Waves instability in a dusty plasma: Magnetized ions
研究了三分量非简并流动等离子体中惯性区动力学Alfvén波的色散关系。利用流体- Vlasov方程导出了量子等离子体的线性色散关系.在Vlasov模型中引入Bohm势引起的量子修正CQ的增加，抑制了Alfven波的频率和不稳定性的增长率。一些解析表达式推导出各种模式的传播。研究还发现，许多系统参数，如尘埃流速度、尘埃电荷、数密度和量子修正等，对色散关系和不稳定性增长率有显著的影响。
2016-08-01 physics.plasm-ph
Ion-Acoustic Waves and the Proton-Alpha Streaming Instability at Collisionless Shocks
该研究结合MMS观测与数值模拟，揭示低马赫数无碰撞激波中质子与阿尔法粒子的相对漂移引发质子-阿尔法粒子流不稳定性，产生与观测一致的离子声波，解释了电阻率来源并预测其非线性演化。
2025-02-11 physics.plasm-ph physics.space-ph
Damping of Alfvén waves in MHD turbulence and implications for cosmic ray streaming instability and galactic winds
MHD湍流的Alfvénic分量阻尼Alfvénic波。这种效应的后果对许多过程都很重要，从宇宙射线（CR）传播到星系和其他磁化系统中的发射流出和风。我们讨论了湍流对流动不稳定性的阻尼和对平面平行波的阻尼的差异。前者发生在与CR流所沿的局部磁场方向对准的参考系中。后者是在平均磁场的参考系中，并且传统上在等离子体研究中被考虑。我们还比较了流不稳定性的湍流阻尼与离子中性碰撞阻尼，这成为在一个足够低的电离分数占主导地位的阻尼效应。数值试验和天体物理的影响进行了讨论。
2022-01-13 astro-ph.GA astro-ph.HE physics.plasm-ph
The two-stream instability generation around Moon: Effect of Interplanetary Magnetic Field during Solar Wind - Lunar Plasma Interaction
Vikram Sarabhai Space Centre（维克拉姆·萨拉巴伊太空中心）；Aryabhatta Research Institute of Observational Sciences（阿亚玻陀 observational 科学研究院）；Banaras Hindu University（贝拿勒斯印度教大学）
研究太阳风与月球电子等离子体相互作用中，行星际磁场对双流不稳定性增长率的调制作用，通过理论推导和粒子模拟揭示了磁场增强导致增长率先快后慢的非线性行为。
2026-05-22 physics.plasm-ph
How Electron Two-Stream Instability Drives Cyclic Langmuir Collapse and Continuous Coherent Emission
连续的等离子体相干发射是由强电子双流不稳定性的非线性演化驱动的重复朗缪尔崩塌维持的。朗缪尔波在线性阶段受孤立波调制，在非线性阶段受静电哨声波调制。调制不稳定性导致朗缪尔坍缩和电子加热，填充在空穴。高压通过激发短波长离子声模式释放，该模式由电子阻尼并重新激发小尺度朗缪尔波-该过程关闭了保持连续相干发射的反馈回路。
2017-02-02 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
Conductance suppression due to two-stream instability in bilayer graphene
我们研究了流体动力学机制下本征双层石墨烯中的电子-空穴双流不稳定性（或库仑阻力），考虑了温度、初始漂移速度、磁场和碰撞的影响。阈值漂移速度的不稳定性的开始是的顺序的载流子的热速度。我们提出了一个前所未有的纯静电机制，导致电流松弛的证据，引起了一个明确的直流纵向电导率$\propto T^{3/2}$。由于静电和碰撞过程之间的竞争，两个不同的运输制度被确定。对霍尔电导率的分析表明，双流不稳定性效应也纠正了线性响应理论中获得的最新结果。
2022-12-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.quant-gas
Generation of Streaming Beam-Plasma Instability in Variable Lunar Plasma around Moon
本文分析研究了月球等离子体环境中高能电子比例变化对双流不稳定性触发的影响，发现1%至25%的高能电子会改变色散关系并可能触发非线性现象。
2024-06-28 physics.plasm-ph physics.space-ph
X-ray Raman compression via two-stream instability in dense plasmas
提出了一种适用于X射线的拉曼压缩方案，其中朗缪尔波由强光束而不是种子脉冲和泵浦脉冲之间的有质动力势产生。与常规可用的其他拉曼压缩方案相比，能够实现压缩的种子和泵浦脉冲的所需强度可以减轻100倍以上。X射线的相关波长范围为1至10 nm。
2011-03-27 physics.flu-dyn physics.plasm-ph quant-ph
Quantum electrodynamic effects on the two-stream instability
我们考虑了双流不稳定性的量子电动力学修正。我们发现，除非考虑引导磁场$\mathbf{B}_0$，否则这些修正在一阶时消失。相对于不稳定性的经典版本，量子电动力学效应将最不稳定的波矢及其增长率降低了一个因子$\sqrt{1+ξ}$，其中$ξ= \fracα{9π} (B_0/B_{cr})^2$是精细结构常数，$B_{cr}$是Schwinger临界磁场。虽然是在冷态系统下得到的，但这些结果对动力学情况是有效的。结果在$ξ\ll 1$范围内有效，实际上，直到$ξ$中的线性校正。
2021-08-17 astro-ph.HE hep-ph hep-th
Enhancement of the non-resonant streaming instability by particle collisions
流动的宇宙射线可以激发非共振不稳定性，以它们的大部分动能为食，从而为种子磁场的指数增长提供动力。通过产生必要的湍流磁场，它被认为在冲击波中对宇宙射线的限制和加速起着关键作用。在这项工作中，我们提出了混合粒子在细胞模拟的非共振模式，包括Monte Carlo碰撞，并调查的不稳定性和粒子碰撞在背景等离子体中产生的压力各向异性之间的相互作用。对电离差等离子体的模拟证实了线性流体理论计算预测的质子-中性碰撞对不稳定性的快速衰减。相比之下，我们发现完全电离等离子体中的库仑碰撞并不反对磁场的增长，但在某些条件下抑制了压力各向异性，实际上增强了磁场放大。
2022-02-28 astro-ph.HE physics.plasm-ph physics.space-ph
Electric streamers as a nonlinear instability: the model details
本文提出了一种新的方法来确定正负流注放电的参数。从流体动力学方程，在假设的解决方案的形状的拖缆，它是可能的拖缆参数之间的几个关系，形成一个系统的代数方程（SAE）。由于所做的近似，该系统的解的误差预计可能高达百分之几十。求解SAE允许我们用流光长度$L$、恒定均匀外部电场$E_e$和流光半径来表示所有流光参数。具有不同半径的解是流体动力学方程的有效解，并且类似于具有不同横向波长的平坦波前扰动的传播模式。我们解释的流光作为一个非线性的不稳定性，其行为是由选择的半径，在该半径处的速度最大化，因为，正如我们所示，速度起着相同的作用，在线性不稳定性的情况下的指数增长率。因此，拖缆行为由$E_e$和$L$以相对计算经济的方式明确地确定。相比之下，求解微观方程的数值方法，如流体动力学模拟，计算要求更高，并且由于数值波动，它们中的首选解决方案会自动出现。在海平面条件下的空气的计算产生合理的值，通常观察到的拖缆参数。计算出的正流注速度和负阈值场与实验测量结果是一致的。讨论了正阈值场产生的物理原因。一个非常简化的分析模型（附录B）至少在定性上再现了许多所提出的结果。
2020-08-28 physics.ao-ph physics.plasm-ph
Dynamic mitigation of two-stream instability in plasma
基于对等离子体和流体不稳定性的相位控制，讨论了双流不稳定性的动力学缓解机制。在论文[Phys. Plasmas 19，024503（2012）]中提出了通过相位控制的动态缓解机制的基本思想。本文将缓和方法应用于双流不稳定性。一般来说，不稳定性出现的扰动，通常扰动相位是未知的。因此，在流体和等离子体中的不稳定性增长率进行了讨论。然而，如果扰动相位是已知的，不稳定性的增长可以控制的扰动施加积极的叠加。例如，扰动驱动器引起流体或等离子体的扰动;如果由扰动驱动器引起的扰动通过驱动器振荡主动振荡，则扰动相位是已知的，并且扰动幅度可以被控制，如前馈控制。应用结果表明，动态抑制机制对等离子体中的非均匀性和不稳定性有很好的抑制作用。
2020-09-04 astro-ph.HE physics.app-ph physics.plasm-ph
Nonlinear Development of Streaming Instabilities In Strongly Magnetized Plasmas
本文研究了在有引导场的磁重联中形成的电流层中流动不稳定性的非线性发展。理论和三维粒子模拟揭示了两个不同的阶段。首先，平行布尼曼不稳定性增长并捕获低速电子。剩余的电子驱动两种形式的湍流：平行电子-电子双流不稳定性和近垂直的低混杂不稳定性。高速电子与湍流共振，并将动量传递给离子和低速电子。
2009-03-12 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
Hard X-ray or Gamma Ray source based on the two-stream instability and backward Raman scattering
本文提出了一种新的硬X射线或γ射线方案。超高密度电子束中的朗缪尔波通过双流不稳定性激发，激发的朗缪尔波与可见光-激光相互作用，通过三波相互作用产生硬X射线或γ射线。分析表明，可以获得波长小至0.03 nm的硬X射线。提出了实际应用的合理参数，并与传统方法进行了比较。
2020-03-04 physics.flu-dyn physics.optics physics.plasm-ph
Quantum electrodynamic effects on counter-streaming instabilities in the whole \textbf{k} space
在最近的工作[Bret，EPL \textbf{135}（2021）35001]中，评估了双流不稳定性的量子电动力学（QED）效应。它是关于无碰撞逆流系统中波矢沿流动方向的扰动增长。在这里，分析扩展到波矢量的每一个可能的方向。恢复了先前的双流不稳定性结果，并证明了即使在3D分析的框架内，即使考虑QED效应，这种不稳定性基本上仍然是1D的。在垂直于流的波矢中发现的平行不稳定性受QED修正的影响很小。与经典情况一样，其增长率在大$k_\perp$处饱和。饱和值被发现独立的QED修正。最小的不稳定$k_\perp$与QED修正无关。令人惊讶的是，不稳定模式发现斜波矢量\emph{not}遵循相同的模式。对一些人来说，QED修正确实降低了增长率。但对其他人来说，同样的修正反而提高了增长率。QED效应在非磁化系统中发挥作用的可能性进行了评估。粒子在指数增长的场中振荡产生的伽马辐射产生的电子对没有考虑在内。
2022-01-03 astro-ph.HE physics.plasm-ph
Ion-acoustic feature of collective Thomson scattering in non-equilibrium two-stream plasmas
本文从理论和数值计算两方面研究了双流等离子体中集体汤姆逊散射的离子声特性。当两个（静止和运动）分量的电子分布函数在对应于离子声学特征的两个共振峰的相速度处彼此重叠时，理论谱显示不对称性，因为电子朗道阻尼率对于两个峰是不同的。数值模拟的结果与理论谱符合得很好。我们还证明了两个流型不稳定性的离子声学功能的效果。在不稳定性的存在下，模拟的光谱显示出与重叠情况相反的趋势，这是由于不稳定性引起的电子分布函数的时间变化的不对称性。我们的研究结果表明，双流等离子体有显着的CTS谱的影响和不稳定性所产生的波可以观察到的离子声学功能。
2022-12-19 astro-ph.HE physics.plasm-ph
Influence of Ion-Neutral Damping on the Cosmic-Ray Streaming Instability: Magnetohydrodynamic Particle-in-cell Simulations
我们探讨了回旋共振宇宙线流不稳定性（CRSI）的物理，包括离子中性（IN）阻尼的影响。这是（部分电离的）原子和分子气体的主要阻尼机制，它们是星际介质（ISM）的主要成分。IN阻尼对CRSI的限制对于设定阿尔文波的振幅很重要，阿尔文波散射宇宙射线并控制银河尺度的传输。我们的研究采用MHD-PIC混合流体动力学数值技术，遵循线性增长以及后线性和饱和阶段。在线性阶段的不稳定性-模拟和分析理论是在良好的协议-在阻尼防止波生长在小和大的波长，与不稳定的带宽较低的较高的离子中性碰撞率$ν_{\rm in}$。在后线性阶段期间的PIMMHD效应将波谱向更大的$k$扩展。在饱和状态下，宇宙线分布通过由不稳定性激发的阿尔文波的散射而朝着更大的各向同性（更低的流动速度）发展。在没有低$k$波的情况下，具有足够高动量的CR不是各向同性的。在较高的$ν_{\rm in}$下，分布函数的最大波幅和各向同性速率减小。当IN阻尼率接近CSRI的最大增长率时，波的增长和各向同性被抑制。我们的研究结果在部分电离ISM阶段的CR运输的影响进行了讨论。
2021-06-15 astro-ph.GA astro-ph.HE physics.plasm-ph
Dissipation triggers dynamical two-stream instability
两个耦合，互穿流体遭受超过某些临界逆流的不稳定性。对于理想流体，能量不稳定性发生在声音模式由于逆流而反转其方向的点处，而动力学不稳定性仅发生在较大的相对速度下。在这里，我们讨论两种相对论流体，其中之一是耗散。使用线性流体力学，我们表明，在这种情况下，充满活力的不稳定性变成动态的，即，存在指数增长模式，并且这种指数增长仅在存在耗散的情况下发生。这个结果是普遍的，并不依赖于一个潜在的微观理论。它可以应用于各种双流体系统，例如在中子星的内部。我们还指出，在某些情况下，双流体系统表现出的模式类似的r-模式在中子星，可以成为不稳定的任意小的值的逆流。
2019-11-01 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Electromagnetic emission from plasma with counter-streaming electron beams in the regime of oblique instability dominance
本研究通过粒子模拟探讨反向传播电子束注入等离子体产生电磁辐射的问题，发现激发小尺度斜等离子体振荡可实现高束辐射转换效率，辐射产生于等离子体频率二次谐波附近，且效率与光谱不依赖束厚度，系统参数可由精确线性理论确定。
2023-08-04 astro-ph.SR physics.plasm-ph
Resonant drag instability of grains streaming in fluids
我们表明，流过流体的颗粒一般是不稳定的，如果他们的速度，沿某个方向投影，相速度相匹配的流体波（线性振荡）。当颗粒的流动速度比任何流体波都快时，就会发生这种情况。波本身可以是相当普遍的--例如，声波、磁声波、周转振荡和布伦特-韦塞拉振荡都产生不稳定性。我们推导出一个简单的表达式，这些“共振阻力不稳定性”（RDI）的增长率。这个表达式（i）说明了为什么这种不稳定性是如此致命和普遍，（ii）允许简单的分析计算RDI增长率和不同流体的属性。作为例子，我们介绍了几个新的不稳定性，这可能会看到应用程序在各种物理系统从大气层到原行星盘，星际介质，银河系外流。我们介绍的基于矩阵的共振形式主义也可以更普遍地应用于其他（非流体）的情况下，提供了一个简单的方法来计算和理解相互作用系统的稳定性。
2018-03-23 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Hierarchy of instabilities for two counter-streaming magnetized pair beams: influence of field obliquity
最近研究了两个逆流对等离子体在流动对齐磁场上相互作用时的不稳定模式的层次[PoP \textbf{23}，062122（2016）]。这里的分析扩展到任意倾斜的磁场的情况。这两个等离子体壳最初是冷的和相同的。对于场和初始流之间的任何角度$θ\in [0,π/2]$，不稳定模式的层次是根据壳层的初始洛伦兹因子$γ_0$和由表示为$σ$的参数测量的场强来数值确定的。对于$θ=0$，四种不同的模式可能导致线性相位。对于较大的$θ$，该层次结构简化了，部分原因是在这种状态下韦伯不稳定性不再能被取消。对于$θ>0.78$（44 $^\circ$）和相对论区域，韦伯不稳定性总是支配相互作用。在非相对论区域，由于相互作用变为场无关，所以体系变为$θ$无关。结果，双流不稳定性成为占主导地位的一个，而不管场的不稳定性。
2017-05-22 astro-ph.HE physics.plasm-ph
A Deep Learning-Based Particle-in-Cell Method for Plasma Simulations
KTH Royal Institute of Technology（KTH皇家理工学院）
我们设计和开发了一种新的粒子单元（PIC）方法，用于使用深度学习（DL）从电子相空间计算电场的等离子体模拟。我们训练一个多层感知器（MLP）和一个卷积神经网络（CNN）来解决双流不稳定性测试。我们验证了基于DL的MLP PIC方法使用双流不稳定性产生正确的结果：基于DL的PIC提供了双流不稳定性的预期增长率。基于DL的PIC不守恒总能量和动量。然而，基于DL的PIC方法对冷束不稳定性是稳定的，影响传统的PIC方法。这项工作表明，将DL技术集成到传统的计算方法是开发下一代PIC算法的可行方法。
2021-07-05 cs.LG physics.comp-ph physics.plasm-ph
Quantum Calculation for Two-Stream Instability and Advection Test of Vlasov-Maxwell Equations: Numerical Evaluation of Hamiltonian Simulation
本研究开发了基于QSVT哈密顿模拟的量子-经典混合Vlasov-Maxwell求解器，在GPU模拟器上验证了平流和双流不稳定性测试，将计算复杂度从经典O(N^6T^2)降至多项式对数级别，并在大时间步长下保持鲁棒性。
2024-08-21 physics.plasm-ph physics.space-ph quant-ph
