Nonlinear phenomena of generation of longitudinal electric current by transversal electromagnetic field in plasmas
对横向电磁场与无碰撞等离子体的非线性相互作用进行了分析。导出了电子气任意简并度的无碰撞等离子体中电流的计算公式。它已经出现，非线性帐户导致发生的纵向电流沿波矢量的方向。该第二电流与在经典线性分析中接收的已知横向电流正交。
2015-02-16 physics.plasm-ph
Longitudinal Plasma Motions Generated by Shear Alfvén Waves in Plasma with Thermal Misbalance
压缩等离子体扰动可能导致等离子体加热和冷却过程之间的热不平衡。这种不平衡显著影响压缩波的色散特性，在扰动和等离子体之间提供反馈。阿尔文波可以引起等离子体的纵向（压缩）运动。在本研究中，我们分析了由剪切阿尔文波引起的纵向等离子体运动引起的热不平衡的影响。我们表明，热不平衡导致出现指数体流，这本身修改阿尔文诱导等离子体运动。在正弦阿尔文波的情况下，我们显示如何诱导纵向运动的振幅和相移增益依赖于阿尔文波的频率，同时阐明其功能。这一特点已被研究分析应用于日冕条件。我们还考虑了纵向等离子体运动的剪切正弦阿尔文波诱导的数值方法的演变，然后比较所获得的结果与我们提出的分析预测，以证明在本研究中所考虑的模型。
2021-06-10 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
Longitudinal dielectric permeability into quantum degenerate plasma with frequency of collisions proportional to the module of a wave vector
在Mermin的方法中，量子简并碰撞等离子体中的纵向介电磁导率的公式与碰撞频率成正比的波矢的模，收到。采用Mermin方法中的碰撞弛豫型积分的薛定谔-玻尔兹曼方程。用数值和图解的方法比较了非简并和麦克斯韦碰撞量子等离子体的介电函数的实部和虚部。结果表明，纵向介电函数弱依赖于波矢。
2013-02-04 physics.plasm-ph
Generation of the longitudinal current by the transversal electromagnetic field in classical and quantum plasmas
从无碰撞等离子体的弗拉索夫动力学方程出发，得到了电磁场大小的平方律近似分布函数。导出了任意温度（电子气体任意简并程度）下的电流计算公式。波数的小值的情况下被认为是。结果表明，非线性因素导致沿波矢方向的纵向电流的出现。该纵向电流正交于已知的横向经典电流，在线性分析中接收。从无碰撞量子等离子体动力学方程出发，在矢量势近似下，得到了平方律分布函数。推导了任意温度下的电流计算公式。波数的小值的情况下被认为是。它示出，在波数的小值和经典等离子体和量子等离子体的纵向电流的大小一致。对电流量子等离子体和经典等离子体的无量纲尺寸进行了图形比较。
2015-03-06 physics.plasm-ph
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
The occurrence of transverse and longitudinal electric currents in the classical plasma under the action of N transverse electromagnetic waves
考虑了电子气体任意简并度的经典等离子体。在等离子体中传播N（N>2）个共线电磁波。这就需要找到等离子体对这些波的响应。得到了Vlasov方程中两个小参数量的平方律近似分布函数。推导了电流计算公式。结果表明，非线性因素导致了沿波矢方向的纵向电流的产生。该纵向电流与在线性分析中接收的已知横向电流正交。波数的小值的情况下被认为是。
2017-01-11 physics.plasm-ph
Nonlinear longitudinal current in degenerate plasma, arising under the influence of the transversal electromagnetic field
本文采用弛豫型BGK（Bhatnagar，Gross和Krook）碰撞积分的简并碰撞等离子体动力学Vlasov-Boltzmann方程。考虑了动力学方程、洛仑兹力和碰撞积分的电场强度大小的平方律展开。它示出，非线性导致产生的纵向电流沿波矢量。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。当碰撞频率趋于零时，碰撞通过等离子体的结果与无碰撞等离子体的结果一致。对电流密度的实部和虚部进行了图解研究。
2015-04-22 physics.plasm-ph
Description of longitudinal space charge effects in beams and plasma through dielectric permittivity
我们开发了一个通用的框架，它允许快速解决的纵向空间电荷效应在圆柱形几何光束和等离子体中的广泛的一类问题。我们引入了带电粒子束的纵向介电常数，它描述了它的集体空间电荷响应。分析产生一个有效的等离子体频率，这取决于系统的横向几何形状。该介电常数反映了等离子体的介电常数，并且一旦光束的横向尺寸较大，则与一维（1D）表达式相匹配。几种粒子种类可以作为描述每种物质敏感性的附加项包括在内。所开发的方法允许研究稳定性标准的集体束束和束等离子体不稳定性的任意横向分布的粒子密度。
2021-02-16 physics.acc-ph physics.plasm-ph
Longitudinal dielectric permeability into quantum non-degenerate and maxwellian plasma with frequency of collisions proportional to the module of a wave vector
在量子非简并麦克斯韦碰撞等离子体的纵向介电磁导率的公式与碰撞频率成正比的模的波矢量，在Mermin的方法，收到。采用Mermin方法中的碰撞弛豫型积分的薛定谔-玻尔兹曼方程。用数值和图解的方法比较了非简并和麦克斯韦碰撞量子等离子体的介电函数的实部和虚部。结果表明，纵向介电函数弱依赖于波矢。
2013-02-04 physics.plasm-ph
Generation of longitudinal electric current by the transversal electromagnetic field in classical and quantum degenerate plasma
分析了简并无碰撞经典等离子体和简并量子等离子体与横向电磁场的非线性相互作用。推导了简并无碰撞经典等离子体和量子等离子体中电流的计算公式。它已经出现，非线性帐户导致发生纵向电流沿波矢量的方向。该第二电流与在经典线性分析中接收的已知横向电流正交。对经典简并费米等离子体和费米-狄拉克等离子体（电子气体具有任意程度简并的等离子体）的电流密度进行了图解比较。对经典和量子简并等离子体的电流密度进行了图解比较。比较了在不同的无量纲电磁场振荡频率下，量子简并等离子体的电流密度与无量纲波数的关系。
2015-04-07 physics.plasm-ph
Generation of longitudinal electric current by transversal electromagnetic field in Maxwellian plasmas
分析了横向电磁场与麦克斯韦无碰撞经典等离子体和量子等离子体的非线性相互作用。推导了麦克斯韦无碰撞经典等离子体和量子等离子体中电流的计算公式。它已经出现，非线性帐户导致发生的纵向电流沿波矢量的方向。该第二电流与在经典线性分析中接收的已知横向电流正交。对经典麦克斯韦等离子体和费米-狄拉克等离子体（具有任意电子气体退化程度的等离子体）的电流密度进行了图解比较。对经典麦克斯韦等离子体和量子麦克斯韦等离子体的电流密度进行了图解比较。比较了在不同的电磁场无量纲振荡频率下，量子麦克斯韦等离子体的电流密度与无量纲波数的关系。
2015-03-15 physics.plasm-ph
Generation of longitudinal electric current by the transversal electromagnetic field in collisional plasma
本文采用动力学Vlasov方程和BGK（Bhatnagar-Gross-Krook）碰撞积分。考虑了任意温度（即电子气体的任意简并度）的情况。从动力学Vlasov方程出发，得到了横向电磁场大小的平方律近似分布函数。推导了计算电流的公式。该公式包含一维求积。结果表明，非线性因素导致沿波矢方向的纵向电流的产生。该纵向电流垂直于在线性分析处接收的已知横向经典电流。当碰撞频率趋于零时，碰撞等离子体的所有结果都通过了已知的无碰撞等离子体的相应公式。波数的小值的情况下被认为是。结果表明，在碰撞频率趋于零时，纵向电流的接收量也符合无碰撞等离子体电流的已知相应表达式。对无量纲电流密度随波数、电磁场振荡频率和电子与等离子体粒子碰撞频率的变化规律进行了图解研究。
2015-04-12 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
Excitation of Quantized Longitudinal Electric Waves in a Degenerate Fermi Gas
本文研究了电子注-磁场中简并费米气体系统。本文用新导出的色散方程研究了量子化纵向电波的不稳定性。发现了新的纵波分支，这些分支在没有朗道量子化的情况下没有类比。这些新模式的增长率。讨论了电子束对零声的激发，发现电子能量的量子化提出了一个新的条件。此外，Bogolyubov型谱的激发被认为是由一个强电场。
2010-05-19 astro-ph.CO physics.plasm-ph quant-ph
Longitudinal and transversal current in collisional plasma, generated by two transversal electromagnetic waves
从碰撞等离子体动力学Vlasov方程出发，得到了在平方律近似下的电场强度分布函数。考虑了弛豫型碰撞积分，即所谓的BGK（Bhatnagar，Gross，Krook）碰撞积分。导出了任意温度（电子气体任意简并程度）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。该纵向电流正交于在线性分析处接收的已知横向经典电流。当碰撞频率趋于零时，碰撞等离子体的所有结果都符合无碰撞等离子体的相应公式。波数的小值的情况下被认为是。结果表明，在碰撞频率趋近于零时，纵向电流的接收量也符合无碰撞等离子体电流的相应表达式。对无量纲电流量随波数、电磁场振荡频率和电子与等离子体粒子碰撞频率的变化进行了图解比较。
2015-05-27 physics.plasm-ph
On the rich eight branch spectrum of the oblique propagating longitudinal waves in partially spin polarized electron-positron-ion plasmas
本文研究了电子-正电子和电子-正电子-离子等离子体中电子和正电子的自旋演化。我们考虑在这个系统中斜传播的纵波。我们报告存在的自旋电子声波和它们的色散依赖性。在电子-正电子等离子体中，与电子-离子等离子体类似，我们发现一个自旋电子声波（SEAW）在平行或垂直于外场传播，两个自旋电子声波在斜向传播。在电子-正电子-离子等离子体中，平行或垂直传播的纵波有四个分支：朗缪尔波、正电子-声波和具有自旋性质的波对，即自旋电子-正电子声波（SEAW），我们称之为自旋电子-正电子声波（SEPAW）。在斜向传播时，我们发现了八种纵波：朗缪尔波、Trivelpiece-Gould波、正电子声波对、SEAW对和SEPAW对。因此，我们首次报告了斜传播中存在的第二正电子声波的存在以及SEPAW的存在。
2016-01-05 physics.plasm-ph
Oblique propagation of longitudinal waves in magnetized spin-1/2 plasmas: Independent evolution of spin-up and spin-down electrons
我们考虑电子和静止离子的量子等离子体。我们描述了自旋向上和自旋向下的电子的单独演化。我们提出了相应的量子流体力学方程组。我们假设等离子体被置于均匀的外部磁场中。我们计算了平衡简并等离子体中自旋上和自旋下量子态的不同占据。这种效应通过每种电子的压力的状态方程包括在内。研究了纵波的斜向传播。我们表明，而不是两个众所周知的波（朗缪尔波和Trivelpiece-古尔德波），等离子体揭示四波的解决方案。在简并等离子体的平衡态中，由于自旋向上和自旋向下的电子\textit{and}分别占据自旋向上和自旋向下的量子态，存在新的解.
2014-06-24 physics.plasm-ph
Longitudinal electric conductivity and dielectric permeability in quantum plasma with variable frequency of collisions in Mermin' approach
在Mermin方法中，得到了碰撞频率依赖于动量的量子非简并碰撞等离子体的纵向电导率和介电磁导率的计算公式。采用弛豫近似下动量空间中的动力学方程。结果表明，当普朗克常数趋于零时，导出的公式就过渡到经典等离子体的相应公式。当等离子体粒子碰撞频率趋于零（等离子体变为无碰撞频率）时，推导的公式变为已知的Lindhard公式。结果表明，当碰撞频率为常数时，导出的介电磁导率公式与已知的Mermin公式一致。
2013-03-08 physics.plasm-ph quant-ph
Longitudinal electric conductivity and dielectric permeability in quantum plasma with constant collision frequency in Mermin' approach
用Mermin方法详细推导了具有恒定碰撞频率的量子简并碰撞等离子体的纵向电导率和介电磁导率的计算公式。在弛豫近似下，动量空间中的动力学薛定谔-玻尔兹曼方程被使用。结果表明，当等离子体粒子碰撞频率趋于零（等离子体过渡到无碰撞频率）时，所推导的介电函数公式过渡到已知的Lindhard无碰撞等离子体介电函数公式。结果表明，推导出的介电磁导率公式与已知的Mermin公式一致。对介电函数的实部和虚部进行了图解研究。还对量子等离子体和经典等离子体介电函数的实部和虚部作了图解比较。用图解法研究了导数介电函数模。
2012-12-26 physics.plasm-ph quant-ph
The role of longitudinal polarizations in Horndeski and macroscopic gravity: Introducing gravitational plasmas
本文讨论了Horndeski引力理论中纵引力模的一些普遍的相关特征及其与物质介质的相互作用。采用规范不变的配方，我们澄清如何大量的标量和矢量场可以引起额外的横向和纵向的激发，导致呼吸，矢量和纵向极化。然后，我们回顾了标准引力波与分子介质的相互作用，概述了由于分子变形引起的净四极矩引起的有效质量引力子的出现。最后，我们研究了Horndeski引力中的质量模与非碰撞介质的相互作用，表明在引力扇区中也可以发生Landau阻尼现象。这使我们能够引入“引力等离子体”的概念，其中与背景场相关的惯性力在电磁等离子体中扮演冷离子的角色。
2021-12-15 astro-ph.HE gr-qc physics.plasm-ph
Observation of longitudinal and transverse self-injections in laser-plasma accelerators
激光等离子体加速器可以从一个厘米级的设备中产生高质量的电子束，能量高达千兆电子伏。电子束的性质和加速器的稳定性在很大程度上取决于电子注入加速器的阶段。最简单的注入机制是自注入，其中尾流场足够强以将冷等离子体电子捕获到激光尾流中。这种方法的主要缺点是缺乏镜头间的稳定性。在这里，我们提出的实验和数值结果表明存在两种不同的自注入机制。横向自注入被证明是导致低稳定性和质量差的电子束，因为一个强烈的依赖于激光脉冲的强度分布。与此相反，纵向注入，这是明确地观察到的第一次，被证明会导致更稳定的加速和更高质量的电子束。
2013-09-24 physics.acc-ph physics.optics physics.plasm-ph
Longitudinal oscillations in a nonextensive relativistic plasma
在Tsallis [C. Tsallis，J. Stat. Phys.{ \bf 52}，479（1988）]，其中非扩展性由Tsallis熵中的参数$q$表征。$q=1$对应于通常的玻尔兹曼-吉布斯，广泛的统计形式主义。在非相对论区域，平衡分布函数的归一化意味着$-1\leq q\leq\infty$。我们表明，在相对论制度更严格的约束必须满足，即$0\leq q \leq 1+ k_B T/mc^2$，其中$k_B$是玻耳兹曼常量，$T$是等离子体的温度，和$m$是粒子质量。然后，我们研究质子-电子等离子体中的纵向振荡，假设不动的质子和电子的分布函数最大化Tsallis的熵。这些振荡的色散关系被写在积分形式的长波长限制。在超相对论性区域中，$q$的所有可能值都可以用广义超几何函数得到明确的表达式。
2004-10-22 physics.plasm-ph
Unusual face of radiation friction: enhancing production of longitudinal plasma waves
研究了考虑辐射摩擦的超强圆偏振激光脉冲对亚临界等离子体厚层的穿透。我们表明，辐射压力增强辐射摩擦的方向横向的激光脉冲的传播，并为更强和更长的激光脉冲，这种机制占主导地位的普通有质动力压力，从而导致在一个更强的电荷分离比以前预期的。我们估计的效果，并将它们与1D和2D PIC模拟的结果进行比较。
2017-12-01 physics.plasm-ph
Longitudinal shaping of plasma waveguides using diffractive axicons for laser wakefield acceleration
研究展示了一种八级对数衍射轴棱镜（LDA）用于产生米级等离子体波导，通过形成类贝塞尔光束和漏斗状通道入口，提升了多GeV激光尾场加速的波导耦合能力。
2025-03-03 physics.acc-ph physics.optics physics.plasm-ph
The Unexpected Role of Evolving Longitudinal Electric Fields in Generating Energetic Electrons in Relativistically Transparent Plasmas
在强激光脉冲与相对论透明靶相互作用中，实验观测到了超动能电子。对于一个相对论透明的目标，动力学建模表明，能量电子的产生主要是由能量转移内的主要，经典过密，等离子体体积。激光脉冲在等离子体体积内产生狭窄的漏斗状通道，该通道产生负责电子加热的场结构。场结构结合了由强激光驱动的纵向电子流产生的缓慢演变的方位角磁场，以及意外地由漏斗状通道的壁的反射产生的强传播纵向电场。该磁场通过激光脉冲的横向电场通过偏转辅助电子加热，而纵向电场直接在向前方向上加速电子。由反射产生的纵向电场比入射激光束中的强30倍，并且所产生的直接激光加速贡献了由激光脉冲的横向电场转移到超有质动力尾部的电子的能量的大约三分之一。
2018-08-24 physics.plasm-ph
Phase Mixing of Relativistically Intense Longitudinal Wave Packets in a Cold Plasma
本文用解析和数值方法研究了均匀非磁化冷等离子体中相对论强波包的时空演化和破缺。导出了相位混合时间尺度与波包振幅和谱宽的一般关系式。结果与文献中已有的公式进行了比较。结果表明，相位混合时间尺度主要取决于波包的振幅和无量纲谱宽的相对大小。最后，我们利用基于Dawson片模型的数值模拟，从波包的振幅和谱宽两个方面验证了我们的结果。
2016-02-25 physics.plasm-ph
Plasma effect in the longitudinal space charge induced microbunching instability for low energy electron beams
自由电子激光（FEL）装置的直线加速器中普遍存在微聚束不稳定性。在许多情况下，纵向空间电荷（LSC）是产生不稳定性的主要因素。对于高亮度电子束，等离子体效应被发现是不平凡的发展的不稳定性。本文从多维相空间中的Vlasov方程和Poisson方程出发，基于由纵向密度扰动引入的纵向电场的显式公式，对微聚束不稳定性进行了直接分析，从而与高能束的成熟方法具有高度可比性。这种方法一般适用于有加速度和无加速度两种情况，并且与晶格分量无关。结果表明，对于低能小横向发射度的电子束，在自由电子激光装置的注入器中总是这样，等离子体效应导致纵向电场以修正的等离子体频率振荡，该频率取决于束的横向尺寸，以及在纵向电场中的朗道阻尼效应，这是由于在束流传输过程中纵向速度不相关而引起的。这两种效应对不稳定性的发展都起着重要的作用。其结果是，由LSC阻抗驱动的能量调制显着不同于正常值，这种差异导致不稳定性的最终增益的显着变化。
2013-09-30 physics.acc-ph physics.plasm-ph
Longitudinal wave-breaking limits in a unified geometric model of relativistic warm plasmas
利用协变的Vlasov-Maxwell系统研究了相对论性温等离子体波的破缺。由Katsouleas和Mori（KM）提出的著名的相对论性暖等离子体理论被包含在时空上的“水袋”范式的统一几何表述中。我们计算的最大振幅$E_\text{max}$的非线性纵向电波的一个特定类别的水袋，其几何形状是一个简单的三维推广（速度）的1维KM水袋（速度）。众所周知，$\lim_{v\to c}E_\text{max}$的值（等离子体电子的有效温度保持不变）发散的KM模型，然而，我们表明，某一类简单的三维水袋产生一个有限的值为$\lim_{v\to c}E_\text{max}$，其中$v$是波的相速度和$c$是光速。
2009-08-31 physics.acc-ph physics.plasm-ph
Exchange effects in magnetized quantum plasmas
我们将包括库仑交换相互作用在内的多粒子量子流体力学应用于磁化量子等离子体。我们考虑了库仑交换作用影响下的一些波动现象。由于库仑交换作用对纵波和横纵波都有影响，我们着重研究了非等温磁化等离子体中的朗缪尔波、Trivelpiece-Gould波、离子声波、低频纵向离子声波和低频电磁波在$T_{e}\gg T_{i}$中的色散。数值模拟了不同类型波的频散特性。
2014-05-24 physics.plasm-ph
Longitudinal tapering in meter-scale gas jets for increased efficiency of laser plasma accelerators
本文研究通过纵向调节气体射流喉部宽度和角度实现米级等离子体密度渐变，模拟与实验表明该方法可将激光等离子体加速器电子束能量从约9 GeV提升至12 GeV以上，并显著增加加速电荷。
2025-04-11 physics.acc-ph physics.plasm-ph
Collisionsless amplifying of longitudinal electron waves in two-stream plasma
为了更好地理解无碰撞阻尼/增长等离子体波的主要特征，我们用速度为v（1）和v（2）的两股流的δ函数型电子速度分布函数，对两股流等离子体中电子波的最简单情况进行了示范计算。传统的色散方程被简化为一个代数四阶方程，并给出了等流密度下的数值解。在均匀半无限板的情况下，人们发现两个主要类型的解决方案：无阻尼向前波和向前复共轭指数阻尼和增长波。除此之外，在这种情况下，没有必要计算任何数学发散的不定积分。波放大的可能性在实际应用中可能是有用的。
2007-08-06 physics.plasm-ph
Relativistic electron beam driven longitudinal wake-wave breaking in a cold plasma
利用一维流体模拟技术研究了均匀冷等离子体中相对论电子束驱动尾流场的时空演化。观察到尾波逐渐发展并最终破裂，在密度分布中表现出尖锐的尖峰，在电场分布中表现出类似锯齿的特征[1]。本文表明，激发尾场是一种双曲Akhiezer-Polovin模[2]，它的陡化（破缺）可以用相对论质量变化效应引起的该模的相位混合来理解。进一步研究了相混合时间（破碎时间）作为束流密度和束流速度的函数，发现它遵循文献[1]中提出的公知的标度。[3]。
2016-01-12 physics.plasm-ph
A new low-frequency backward mode in inhomogeneous plasmas
当电磁横波在不均匀等离子体中传播时，当其电场具有背景密度梯度方向的分量时，由于密度梯度的存在，在各层等离子体中会出现电荷不平衡。由于这个原因，在波矢量的方向上出现了一些附加的纵向电场分量。这种纵向场可以与通常的静电纵向扰动耦合，如离子声波、电子朗缪尔波和离子等离子体波。结果，这些标准静电波被修改，除此之外，出现了全新的低频模式。本文讨论了普通电子-离子和成对等离子体中离子声波耦合和修正的一些基本特征以及新模式的性质。
2014-08-06 physics.plasm-ph
Theory and simulations of radiation friction induced enhancement of laser-driven longitudinal fields
研究了强激光脉冲在考虑辐射摩擦的透明等离子体中传播时产生的准静态纵向电场。对于圆偏振和线偏振的驱动脉冲，我们开发了一个一维的分析模型的过程中，这是有效的，在很宽的范围内的激光和等离子体参数。我们定义的参数区域中的辐射摩擦的结果在一个重要的增强的纵向场。对产生的纵波的振幅和周期进行了估计和优化。我们的理论预测证实了一维和二维PIC模拟。我们还证明了数值计算，辐射摩擦应大大提高在等离子体中产生的纵向场由10 PW激光，如ELI光束线。
2018-01-11 physics.acc-ph physics.plasm-ph
The effect of a longitudinal density gradient on electron plasma wake field acceleration
本文采用三维粒子模拟方法，对吹出区电子等离子体尾流场的加速过程进行了全电磁场模拟。早期的结果扩展（i）研究纵向密度梯度的影响;（ii）避免使用共同移动的模拟箱;（iii）列入离子运动;（iv）研究完全电磁等离子体尾场。将驱动电子束团和拖尾电子束团注入到10 cm以上的正密度梯度的锂蒸气等离子体中，与均匀密度的情况相比，空间上更紧凑，电场大3倍（$-6.4 \times 10^{10}$ V/m），导致尾束加速到24.4 GeV（从初始20.4 GeV开始），从引导到尾束的能量转移效率为75%。在均匀密度的情况下，产生$-2.5 \times 10^{10}$ V/m尾流，导致尾束加速到22.4 GeV，能量转移效率为65%。它还建立了电子束注入到一个负的密度梯度的10倍下降超过10厘米长的等离子体的密度，结果在空间上更分散和2.5更小的电场（$-1.0 \times 10^{10}$ V/m），导致较弱的加速拖尾聚束高达21.4 GeV，与能量转移效率为45%。考虑到离子运动，在等离子体尾流中，离子数密度可以增加到背景值的几倍以上。结果还表明，等离子体尾流中的横向电磁场与纵向（静电）电磁场具有相同的量级。
2019-04-30 physics.plasm-ph
Finite volume simulation of arc: pinching arc plasma by high-frequency alternating longitudinal magnetic field
电弧等离子体在许多领域有着广阔的应用前景。探索他们的财产是有趣的。本文详细介绍了基于压力的氩弧有限体积模拟。在模拟中，整个阴极区域耦合到电磁计算，以保证在阴极表面的电流密度的自由变化。在数值求解中，采用迎风差分格式保证对流项的输运性质，采用SIMPLE（Semi-Implicit Method for Pressure Linked Equations）算法求解热压。通过对自由燃烧氩弧的数值模拟，表明该模型与实验结果吻合较好。在高频交变纵向磁场中观察到氩弧的集中现象。与现有的收缩机构不同，这里的电弧通过收缩和膨胀之间的连续过渡来实现收缩。其机理是外加高频交变磁场与电弧的运动惯性共同作用，能够有效地起到“等离子体陷阱”的作用，使电弧等离子体被囚禁在一个较窄的空间内。这为压缩电弧提供了一种新的途径。
2022-01-14 physics.comp-ph physics.plasm-ph
Spatiotemporal THz emission from radial and longitudinal wakefields by copropagating chirped lasers in magnetized rippled plasma
University of Tehran（德黑兰大学）
研究通过FBPIC模拟探讨了共传播啁啾激光脉冲在磁化不规则等离子体中激发径向和纵向射频场的时空演化及其在太赫兹辐射生成中的作用，发现啁啾、脉冲持续时间和等离子体密度显著影响射频场振幅和相干性。
2026-04-27 physics.acc-ph physics.comp-ph physics.optics
Oblique photons, plasmons, and current-plasmons in relativistic plasmas and their topological implications
本文建立显式协变理论并结合 Wigner 小群方法，揭示相对论等离子体中的光子与等离激元均为斜波，预言电流等离激元，并阐明其 Dirac–Weyl 拓扑及相对论透明性不存在。
2025-01-10 hep-th physics.optics physics.plasm-ph
Evanescent wave interference and the total transparency of a warm high-density plasma slab
结果表明，超临界密度等离子体平板对\textit{p}极化的斜入射电磁波是完全透明的。由于在亚临界区域中的倏逝波的干涉，实现了高透明度。由于等离子体表面模（等离子体极化激元）的激发，透射系数具有共振特性。两个倏逝波之间存在一定的相位差是通过非透明区提供非零能流的关键。所需的相移是在精确的谐振处获得的，并且对应于绝对透明度。在温暖的等离子体的情况下，传播的纵向（静电）模式的激发成为可能。我们表明，这些纵向激发有利于总的不透明的等离子体板的透明度，创造额外的共振系统的传输特性。
2006-07-12 physics.optics physics.plasm-ph
Longitudinal Ion Acceleration from High-Intensity Laser Interactions with Underdense Plasma
在高强度（I ~ 10^20 Wcm^-2）激光与氦气射流靶（n_e ~ 0.04 n_c）相互作用中观察到了离子纵向加速。该离子束对He^2+的最大能量约为40 MeV，并沿激光传播路径定向，最高能量的离子被准直成小于10度的圆锥。二维粒子模拟已被用来研究加速机制。与快速电子流相关联的时变磁场提供对加速电场的贡献以及提供用于离子的准直场。等离子体密度和离子加速之间存在很强的相关性，在真空界面处较短的等离子体尺度长度有利于最大离子能量的产生，但由于斜坡加速区磁场的增强，等离子体尺度长度越长，准直性越好。
2007-12-17 physics.plasm-ph
Evolution of longitudinal plasma-density profiles in discharge capillaries for plasma wakefield accelerators
本研究结合双色激光干涉仪与发射光谱诊断，揭示放电毛细管等离子体密度在微秒尺度由平顶向类高斯形的纵向演化，并测得温度，为尾场加速器参数调节提供依据。
2020-10-06 physics.acc-ph physics.ins-det physics.plasm-ph
Neural-network-based longitudinal electric field prediction in nonlinear plasma wakefield accelerators
本文提出用神经网络直接预测等离子体尾场加速器轴上纵向电场，结合最小能散优化算法快速确定最佳束流加载参数，将计算时间从约7.6分钟降至0.1秒以内，并可提取关键设计参数。
2025-05-07 physics.comp-ph physics.plasm-ph
Longitudinal instabilities affecting the moving critical layer laser-plasma ion accelerators
在这项工作中，我们分析了在运动等离子体临界层处由相对论强激光驱动的传播加速结构的纵向不稳定性[1]。这些不稳定性影响了传播临界层加速方案中加速离子束的能谱[2][3]。具体来说，使用分析理论和PIC模拟，我们研究三个基本的物理过程和它们的相互作用，是至关重要的理解的能谱控制，使激光等离子体离子加速器稳定。相互作用的过程是（i）多普勒频移有质动力聚束[1][4]（ii）通过束加载的势猝灭[2]和（iii）双流不稳定性。这些现象已经在分析这些加速过程的模拟中观察到[5][6][7]。从我们在这项工作中提出的初步模型和结果中，我们可以推断出可以控制这些不稳定性的措施[8]，以改善光束的能量分布。
2014-11-10 physics.acc-ph physics.comp-ph physics.plasm-ph
Intrinsic nonlinearity of interaction of an electromagnetic field with quantum plasma and its research
对横向电磁场与量子无碰撞等离子体的非线性相互作用进行了分析。推导了任意温度下量子无碰撞等离子体中电流的计算公式。它已经出现，非线性帐户导致发生的纵向电流沿波矢量的方向。该第二电流与在经典线性分析中接收的已知横向经典电流正交。考虑简并电子等离子体的情况。引入了横-横电导率的概念。对无因次横电导率系数的实部和虚部进行了图解分析。结果表明，对于简并等离子体，电流的计算公式不含求积。在这个公式中，我们分配了已知的Kohn奇点（W。Kohn，1959）。
2014-03-10 physics.plasm-ph
Drift-kinetic PIC model for simulations of longitudinal plasma confinement in mirror traps
Budker Institute of Nuclear Physics SB RAS（布德刻尔核物理研究所）；Novosibirsk State University（新西伯利亚国立大学）
本文提出一种漂移-动能粒子-网格模型，用于模拟镜形陷阱中等离子体约束，通过自洽考虑电子动力学，显著影响电子温度、电势和密度。
2026-01-31 physics.plasm-ph
The growth of the longitudinal beam-plasma instability in the presence of an inhomogeneous background
研究了背景等离子体中存在密度不均匀性时束-等离子体系统的纵向稳定性。以前的工作主要集中在非相对论制度，流体动力学模型被用来发展预先存在的朗缪尔波在不均匀的背景等离子体。在这里，我们第一次以完全相对论的方式研究动力学方程的问题。我们不假设朗缪尔波的存在，我们专注于在这样的系统中从初始扰动激发波的速率和机制。我们推导出不稳定模式的结构，并计算其增长率的解析近似。我们的计算仅限于稀释和冷光束，并显示出良好的协议与粒子在细胞模拟使用SHARP代码。我们发现，由于这样的不均匀性，在星系际介质中的致命的光束等离子体不稳定性没有抑制，但他们的同行在太阳风可以抑制证明了传播III型太阳射电爆发。
2020-03-05 astro-ph.HE astro-ph.SR physics.comp-ph
Phase-controlled direct laser acceleration enabled by longitudinal variation of the laser-driven quasi-static plasma magnetic field
University of California San Diego（加州大学圣地亚哥分校）；University of Michigan（密歇根大学）
本文通过纵向变化的等离子体磁场引入相位滞后，实现相控直接激光加速，抑制能量交换的可逆性，使电子能持续获得能量。
2026-03-20 physics.plasm-ph
Excitation and breaking of relativistic electron beam driven longitudinal electron-ion modes in a cold plasma
利用一维流体模拟技术研究了冷等离子体中相对论强电子-离子模的激发和破缺。为了激发该模式，我们使用了相对论刚性均匀电子束，该电子束以接近光速的速度在等离子体中传播。据观察，由电子束激发的尾波是相同的相应Khachatryan模式，在冷等离子体中的相对论电子-离子模式。在模拟中还可以看到，激发的电子-离子模式的数值分布随着时间的推移逐渐修改，并最终在几个等离子体周期后中断，在密度分布中表现出爆炸行为。这是一个众所周知的现象，称为波浪破碎。结果表明，这些模式的数值破波极限远低于其解析破波极限。数值和解析的波浪破碎极限之间的差异已被理解的相位混合过程的模式。从模拟中获得的相位混合时间（或波破碎时间）也被缩放为光束参数的函数，并发现遵循分析缩放。
2020-02-22 physics.plasm-ph
Effect of Transverse Beam Size on the Wakefields and Driver Beam Dynamics in Electron Beam Driven Plasma Wakefield Acceleration
本文用二维流体模拟技术研究了相对论电子束在均匀冷等离子体中的尾流场。已经表明，在刚性梁的横向尺寸大于纵向延伸的极限情况下，尾波获得纯粹的静电形式，并且模拟结果显示出与Ratan等人给出的一维结果良好的一致性[Phys. Plasmas，22，073109（2015）]。在另一极限中，当横向尺寸等于或小于纵向延伸时，尾波本质上是电磁的。此外，还对刚性双抛物光束的二维尾流场进行了线性理论分析，并与模拟结果进行了比较。还表明，作为测量加速过程中的效率的关键参数的Transformer比对于2-D系统（即，对于与纵向长度相比具有较小横向延伸的梁）变得比1-D系统（与纵向长度相比具有较大横向延伸的梁）更高。此外，在模拟中，包括驱动光束的自洽演化，我们已经看到，光束在等离子体内部传输经历横向箍缩发生远早于纵向修改。由于系统中存在横向尺寸，Tsiklauri等人[Phys. Plasmas，25，032114（2018）]给出的一维刚度限值进行了修改。我们还证明了在2-D束等离子体系统的驱动梁的修改后的刚性限制。
2019-09-21 physics.plasm-ph
High quality electron bunch generation using a longitudinal density-tailored plasma-based accelerator in the three-dimensional blowout regime
从理论上和粒子模拟中分析了在定制的等离子体密度分布中使用自注入的三维井喷制度中基于等离子体的加速器产生非常高质量的电子聚束（高亮度和低能量扩散）。通过跟踪电子穿过鞘层并被尾流捕获时的轨迹，揭示了导致高质量电子产生的潜在物理机制。详细说明了驱动器的强度和等离子体的密度标度长度如何控制最终的光束质量。三维粒子模拟表明，这一概念有可能产生的光束峰值亮度之间的$10^{20}$和$10^{21}$ $\mathrm{A}/\mathrm{m}^2/\mathrm{rad}^2$和绝对投影能量扩展的$\sim 0.3~\mathrm{MeV}$使用现有的激光或电子束驱动非线性尾场。
2016-10-03 physics.acc-ph physics.plasm-ph
Solving non-linear equations of longitudinal and transverse electron waves in collisionless Maxwellian plasma
本文考虑了无碰撞麦克斯韦等离子体中纵波和横波的非线性方程的解在场E（x，t）和电子速度分布函数f=f（0）+f（1）的非阻尼泛音级数中的展开，其中f（0）是背景麦克斯韦电子分布函数，f（1）是微扰。电场和扰动f（1）被表示为一系列非阻尼谐波，其频率以n阶递增，且传播速度相同。它显示了出现泛音的经常性关系的存在。级数的收敛性由幂律参数级数的收敛性提供。还提出了在动力学方程变得不适用的奇点附近将分布函数f（1）截断到f为正的条件的连续过程。在这种情况下，在极点的情况下，解决方案减少到非阻尼Vlasov波（振荡）。在横波情况下，色散方程有两个根，分别对应快电磁波和慢电子波的分支。注意到实验测试出现异国情调的结果与检测频率和振幅的n阶泛音的可能性。
2014-11-12 physics.plasm-ph
Exact propagating nonlinear singular disturbances in strongly coupled dusty plasmas
采用广义流体动力学（GHD）模型，研究了强耦合尘埃等离子体系统的非线性纵向响应。结果表明，伽利略不变形式的模型没有孤立子的解决方案，但可以支持各种非线性奇异（但保守）的解决方案，如冲击结构的零强度和传播的解决方案与尖点状奇点。这些新的实体应该是可检测的数值模拟和实验研究大幅度纵向激励在这样的系统。
2011-10-29 physics.plasm-ph
Limitations from charge quantization on the parallel temperature diagnostic of nonneutral plasmas
本文提出一种基于最大似然估计的新算法，通过分析 Penning-Malmberg 阱中逃逸电荷的单计数数据来诊断非中性等离子体温度，并用蒙特卡洛模拟证明约100个粒子计数可实现±10%精度，为低温等离子体测量提供了约3 K的下限。
2024-09-17 physics.data-an physics.ins-det physics.plasm-ph
New longitudinal mode and compression of pair ions in plasma
正离子和负离子形成所谓的对等离子体，其电荷的符号不同，但在质量和温度上不对称，支持一种新的声学模式，其中较重离子的阻尼占主导地位。本文还研究了电子束诱发切伦科夫不稳定性激发离子声波的条件。当两种离子的数密度、温度和质量存在差异时，该束可以在电子存在的情况下在离子对等离子体中产生扰动。基本的重点是离子声波的聚焦，我们展示了如何，在该地区的波能的本地化，对粒子的密度增加，而电子被推离该地区。此外，波的这种定位取决于脉冲的形状。考虑到煎饼和子弹形脉冲的例子，我们发现，只有前者导致压缩的对离子在超声制度的聚焦区。在这里，纯对粒子可能存在的区域也可以推测，这不仅是有用的学术观点，但也模仿等离子体的情况（正负电子不对称和对称）在天体物理环境中观察到的。
2016-06-21 physics.plasm-ph
