Modulation instability of lower hybrid waves leading to cusp solitons in electron-positron-ion Thomas Fermi plasma
根据低杂波的三波共振相互作用的思想，证明了在具有空间色散的电子-正电子-离子等离子体中，量子修正低杂波（QLH）可以衰减为另一个QLH波（其中电子和正电子被激活，而离子留在背景中）和另一个超低频QULH（其中离子是移动的）。玻姆势、交换关联和费米压力等量子效应对低混杂波的色散特性有显著的影响。然后导出了考虑QLH波非线性贡献的QLH波孤子形成的非线性Zakharov方程组。进一步研究了低杂波孤子的调制不稳定性，并由此考察了不同极限情况下的增长率。由于与三波共振相互作用相关的增长率通常小于与调制不稳定性相关的增长率，因此仅对后者进行了研究。研究了耦合Zakharov方程和NLS方程组在准定常状态下的孤子解。研究了具有非局域非线性的尖点孤子解和具有非局域非线性的普通孤子解。这种方法研究由电子、正电子和离子组成的费米气体中的低混杂波和尖孤子是一种新的、重要的方法。在这个量子等离子体理论中获得的一般结果将具有广泛的适用性，特别是在高能等离子体激光相互作用的过程中设置为实验室天体物理和固态等离子体。
2017-11-08 physics.plasm-ph
Nonlinear Magnetosonic Waves in a Multi-Ion-Species Plasma
磁声波由于其在空间等离子体中的重要性而被深入研究，并且在聚变等离子体中也被用于粒子加速和加热实验。本文研究了垂直于外磁场的多离子等离子体中磁声波的传播。由于存在几种离子种类，该模式分为两个分支：高频和低频模式。这打开了一个新的渠道的非线性相互作用（这两种模式之间），定性地改变了图片中的湍流长波区域。使用精确的动力学方法，我们推导出一个一般的系统，描述非线性耦合的高，低频波的传播。该系统包括KdV，Boussinesq和Zakharov方程作为极限情况。得到了耦合方程组的孤立子解。
1997-11-03 physics.plasm-ph
Shock waves in a rotating non-Maxwellian magnetized dusty plasma
本文建立了一个理论模型，研究了在快、慢时间尺度下粘性、磁化和旋转尘埃等离子体中尘埃声激波的特性。本文用约化摄动法导出了尘埃非活动和动态（快、慢时间尺度）两种情况下的非线性Zakharov-Kuznetsov（ZK）方程。电子和离子都服从Kappa/Cairns分布。据观察，粘性在这两种情况下，当灰尘是在背景和活动起着关键的作用，在耗散的声冲击的传播。色散项是由磁场和旋转引起的。研究发现，超高温和等离子体的粘性对激波的形成有重要影响。本研究可能有助于理解特定实验中的旋转等离子体。
2020-02-27 physics.plasm-ph
Quantum effects in piezoelectric semiconductor plasmas : Solitons and transmission feasibility
本文基于量子流体动力学模型研究了压电半导体量子等离子体中晶格离子振动与电子波的耦合，推导出非线性演化方程并获得具有尖点轮廓的孤子解，发现孤子场振幅随粒子密度和耦合强度显著增加。
2025-04-03 physics.plasm-ph
Nonlinear ion-acoustic solitons in a magnetized quantum plasma with arbitrary degeneracy of electrons
研究了非相对论磁化量子等离子体中的非线性离子声波。利用理想费米子在任意温度下的状态方程，考虑了量子统计。量子衍射是由一个修改的玻姆势符合有限温度量子动力学理论在长波长极限。得到了电子任意简并的磁化量子等离子体中斜传播静电波的色散关系。利用约化微扰方法，导出了描述磁化量子等离子体中二维离子声孤子斜传播的Zakharov-Kuznetsov方程。结果发现，在稀等离子体的情况下，只有静电势驼峰结构是可能的，而在致密的量子等离子体中，原则上驼峰和倾角孤子结构是可以获得的，这取决于电子等离子体密度和温度。通过与考虑电子惯性和磁化效应的量子流体力学模型的比较，验证了计算结果的正确性。合适的物理参数的观测确定。
2017-12-14 physics.plasm-ph
Linear and nonlinear waves in quantum plasmas with arbitrary degeneracy of electrons
这篇综述的目的是回顾最近的结果，在文献中考虑了任意简并度的量子等离子体。这是不同于一个频繁的方法，其中完全简并假设在致密等离子体。一般的推理在审查的作品是采取一个数值系数的形式的玻姆势项在量子流体中，为了适应线性波从量子动力学理论在长波长的限制。此外，还假设了理想费米气体的状态方程，对于任意简并度。量子流体方程允许从约化微扰理论快速导出弱非线性方程。由此导出了量子Korteweg-de Vries方程和量子Zakharov - Kuznetsov方程，以及亮孤子和暗孤子的传输条件。在任意简并度下，得到了非磁化和磁化等离子体中的量子离子声波和磁声波。确定了模型的应用条件和稀密混合体系存在的物理条件。
2022-03-16 physics.plasm-ph
Characteristics of solitary waves in a relativistic degenerate ion beam driven magneto plasma
研究了离子束存在下相对论简并磁等离子体中小振幅离子声孤波的非线性传播。根据Zakharov-Kuznetsov（Z-K）方程，导出了描述相对论非简并磁化正离子和含有磁化简并相对论电子的离子束中孤立波演化的非线性方程组。离子束是这类等离子体系统中普遍存在的成分，它对高密度等离子体系统中孤立波的传播起着决定性的作用。在不同物理参数的适当条件下，详细地考察和讨论了波传播具有典型孤子特性的条件。亚声波和超声波都可以在不同物理条件下具有不同特性的等离子体中传播。波在亚音速和/或超音速制度进行了详细的分析。在弱（或非相对论）和相对论等离子体中，离子束浓度、磁场以及离子束流速度对小振幅微扰的振幅和宽度的控制起着重要作用。
2018-01-08 physics.plasm-ph
Ion heating, burnout of the HF field and ion sound generation under the development of a modulation instability of an intense Langmuir wave in a plasma
强烈的长波等离子体波的一维参数不稳定性的发展被认为是在所谓的混合模型，当电子被视为流体和离子被视为粒子。当平均等离子体场能量低于（Zakharov的混合模型-- ZHM）或大于（Silin的混合模型-- SHM）等离子体热能时，对这两种情况进行分析。能量转移到离子和离子扰动的发展下的不稳定性的效率被认为是各种值的电子-离子质量比。发现低频（LF）振荡（离子声波）的能量远低于最终离子动能。我们还讨论了高频（HF）场的阻尼率的变化对不稳定性发展的影响。HF场的吸收减少导致等离子体密度腔内HF场燃尽的延迟和HF谱的加宽。同时，在ZHM和SHM中，离子速度分布均趋于正态分布。
2015-04-18 physics.plasm-ph
Kinetics of ions during the development of parametric instability of intensive Langmuir waves in plasma
本文研究了长波等离子体波的一维参数不稳定性的非线性区，当平均等离子体场能量密度小于（Zakharov模型）或大于（Silin模型）等离子体热能密度时，给出了长波等离子体波的一维参数不稳定性。本文提出的混合模型将电子作为一种流体的高频波方程的方式和治疗的离子动力学与超粒子模拟。这使得考虑高频振荡捕获的非共振粒子和轨迹交叉对参数不稳定性发展的影响成为可能。研究了离子能量分布的演化。结果表明，饱和后的不稳定性，离子动能能量密度归一化到初始场能量密度的顺序的线性增长率的等离子体频率的比率，当初始场能量远远超过等离子体热能的情况下。在热等离子体中，离子获得了初始场能量的一部分，约等于初始朗缪尔场能量与等离子体热能之比的一半。此时，离子动能分布接近麦克斯韦分布，可以合理地讨论离子温度。在这两种情况下，密度腔周围的离子轨迹的交叉是不稳定性淬灭的原因。
2015-01-31 physics.plasm-ph
Temporal evolution of drift-type modes in plasma flows with strong time-dependent velocity shear
对具有强时变速度剪切的等离子体流中漂移模的时间演化进行了线性和重整化非线性分析。分析是在时间域中进行的，没有时间上的谱分解，并承认流速随时间的变化与时间尺度，这可能是可比的湍流时间尺度。52.35.Ra
2009-07-31 physics.plasm-ph
Single-Shot, Spatio-Temporal Metrology of Relativistic Plasma Optics
针对相对论等离子体光学整形的高功率脉冲难以多维表征的问题，提出基于光谱干涉的单次三维时空与光谱测量方法，揭示了等离子体表面的集体行为，推动了超高强度激光与等离子体技术的发展。
2024-01-10 physics.plasm-ph
Particle-in-cell simulations of the relaxation of electron beams in inhomogeneous solar wind plasmas
以前对非均匀等离子体中电子束弛豫的理论研究表明，不规则太阳风的影响可能是均匀模型与观测结果不一致的原因。基于Zakharov方程的准线性理论和哈密顿模型已经表明，当密度波动的水平高于给定阈值时，密度不规则性作用于使束-等离子体相互作用去共振，以束能量为代价限制朗缪尔波生长。这项工作提出了第一个完全动力学粒子在细胞（PIC）模拟下的密度不规则性的影响下的束流弛豫。我们的目标是独立地确定背景不均匀性对束-等离子体系统的影响，并使用完全动力学处理来测试理论预测和替代模型。我们进行了一维PIC模拟的碰撞尾部不稳定的电子束中存在的背景不均匀性增加的水平，使用完全电磁，相对论EPOCH PIC代码。我们发现，在均匀背景等离子体密度的情况下，在共振条件下产生朗缪尔波包，然后准线性弛豫导致产生的波数动态增加。没有看到电子加速-不像在非均匀实验中，所有这些都产生高能电子。对于非均匀的实验，我们还观察到向后传播的朗缪尔波的产生，这是直接示出的是由于包的折射的密度梯度。我们的全动力学PIC模拟广泛证实了准线性理论和基于扎哈罗夫方程的汉密尔顿模型的发现。强密度波动修改激发朗缪尔波的性质，改变其色散特性。
2016-12-14 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
The temporal evolution of the kinetic drift-Alfven instability of plasma shear flow
等离子体剪切流动力学漂移-阿尔芬不稳定性的线性非模态动力学理论揭示了时间非模态增长随时间增长的速率。剪切模在离子上的湍流散射加速了这种增长。由于剪切流中漂移波和Alfven波的频率随时间的变化，当漂移波和Alfven波的耦合破坏时，不稳定性停止增长。
2013-04-21 physics.plasm-ph
Temporal behavior of microwave sheath-voltage combination plasma
微波鞘层-电压组合等离子体（MVP）是高密度等离子体源，并且可以用作合适的等离子体处理装置（例如，离子化物理气相沉积）。在本报告中，氩MVP沿直流偏置钛棒持续的时间行为进行了研究。观察到两种等离子体模式，一种是“氧化态”（OS）在微波等离子体的早期，另一种是“电离溅射态”（ISS）在后期的时间。等离子体从OS到ISS的过渡导致等离子体的可见颜色的显著变化，这是由等离子体密度的显著增加引起的，如通过朗缪尔探针测量的。在OS中，等离子体以Ar离子为主，密度约为10^11 cm^-3。在ISS中，来自钛棒的金属离子对离子组成有很大贡献，并产生了更高密度的等离子体（10^12 cm^-3）。在非常低的输入微波功率（约30 W）下，沿钛棒长度产生几乎均匀的高密度等离子体。光学发射光谱测量证实了溅射Ti离子和Ti中性在ISS的存在。
2015-03-23 physics.plasm-ph
Spatial, Spectral and Temporal Response of High Intensity Laser Plasma Mirrors- Direct Observation of the Ponderomotive Push
Tata Institute of Fundamental Research（塔塔基础研究所）；Indian Institute of Technology Delhi（德里印度理工学院）
研究通过直接测量揭示了高强激光作用下等离子体镜的时空响应特性，发现表面形变与脉冲谱时间剖面的显著修改，验证了三维粒子内插模拟结果。
2025-12-27 physics.plasm-ph
On-Shot Characterization of Single Plasma Mirror Temporal Contrast Improvement
本文报道了在Draco 150 TW激光器上进行激光质子加速实验时，用于增强时间对比度的小型准直单等离子体镜的安装和调试。利用扩展时间漂移自参考光谱干涉法（SRSI-ETE），在前所未有的动态和时间范围内，对有无等离子体镜的时间对比度进行了单次测量。这使得第一单次测量的等离子体反射镜触发点，这是有趣的复杂的预等离子体形成过程的定量研究在用于质子加速的目标的表面。作为高对比度的激光等离子体相互作用的演示，我们提出了质子加速结果与超薄液晶目标的~ 1 $μ$ m下降到10 nm的厚度。不同靶厚度的焦点扫描显示，最薄的靶在最佳焦点处达到最高的质子能量。这表明对比度增强是有效的，使得加速过程不受由主激光脉冲之前的激光引起的靶预膨胀的限制。
2019-03-25 physics.plasm-ph
Nonlinear wave-wave interactions in quantum plasmas
等离子体中的波-波相互作用是16世纪以来的重要研究课题。在现代等离子体物理中，由高频朗缪尔波和低频离子声波耦合而形成的朗缪尔孤子是湍流背景下最有趣的现象之一。此外，量子等离子体，这是无处不在的超小型电子设备，微机械系统以及在密集的天体物理环境中是当前的研究课题。基于对量子等离子体的研究兴趣，本文从理论上研究了一维量子Zakharov方程（QZEs）所描述的量子朗缪尔波（QLWs）和量子离子声波（QIAWs）的非线性相互作用.结果表明，当线性模的激发长度尺度大于最不稳定模的激发长度尺度时，系统将发生时空混沌的转变。然而，在量子隧穿效应的存在下，这样的长度尺度将更大（与经典的长度尺度相比）。后者诱导强烈的QIAW辐射，导致模式之间的碰撞和融合的发生在比经典的情况下更早的时间。此外，数值模拟的QZEs显示，许多孤立的模式可以激发和饱和通过调制不稳定性（MI）的不稳定的谐波模式。在较长的时间内，由于强QIAW辐射以及随机运动中的碰撞和融合，这些孤子出现在STC状态。因此，系统中的能量被强烈地重新分配，这可能会开启量子等离子体中朗缪尔湍流的开始。
2010-09-07 physics.plasm-ph
Sub-microsecond temporal evolution of edge density during edge localized modes in KSTAR tokamak plasmas inferred from ion cyclotron emission
在KSTAR托卡马克装置的边缘局域模（ELM）中，在等离子体外边缘质子回旋频率的谐波处检测到离子回旋辐射（ICE）。在ELM崩溃期间，发射通常会向下（偶尔向上）啁啾，并由受限的3MeV聚变产生的质子驱动，这些质子从等离子体核心有很大的漂移。我们充分利用动力学模拟在多个等离子体密度，以配合啁啾ICE的时间演变功能。这产生了一个独特的，非常高的时间分辨率诊断的崩溃边缘基座密度。
2017-02-06 physics.plasm-ph
High-resolution measurements of the spatial and temporal evolution of megagauss magnetic fields created in intense short-pulse laser-plasma interactions
本文介绍了一种泵浦-探测偏振测量技术，它提供了强短脉冲激光-等离子体相互作用中产生的兆高斯磁场的完整的、时间和空间分辨的映射。由于周围自生兆高斯磁场的方位角性质，从其临界表面反射的垂直入射时间延迟探测脉冲根据磁光Cotton-Mouton效应经历其椭圆率的变化。磁场映射的时间分辨率是脉冲宽度的量级，而通过这种光学技术实现了几微米的空间分辨率。此外，由于探测脉冲的近法向入射而导致的陡峭的等离子体密度梯度，这种技术不会受到折射效应的影响，因此，可以采用探测的高次谐波来更深地穿透到等离子体中，以达到甚至接近固体的密度。给出了靶前和靶后兆高斯磁场的时空演化规律。磁场映射的微米级分辨率提供了有价值的信息，在靶前的摩擦不稳定性，而探测靶后镜的高度复杂的快速电子输运在强烈的激光等离子体相互作用。
2013-10-29 physics.plasm-ph
Spatio-temporal evolution of electric field inside a microwave discharge plasma during initial phase of ignition and its effect on power coupling
在微波放电离子源（MDIS）微波功率发射的初始阶段，等离子体和电场在等离子体体积中一起随时间演化。在这里的MDIS腔的时空演化模式的报告，突出了这些电场功率耦合过程中的作用。利用有限元法（FEM）计算了电场的演化和功率耦合过程。与PIC/MCC或混合流体不同，这里的FEM模型通过漂移扩散方法使用时间相关泊松求解器。在体积中存在等离子体梯度的情况下，产生双极电场，其与MW电场相互作用以形成合成的总电场，该总电场在该演化期间连续变化。结果表明，电子回旋共振（ECR）是主要的功率耦合机制，但随着等离子体的演化，随着时间的推移，从ECR到非ECR加热模式的转变。当密度超过发射微波频率（2.45 GHz）的临界密度时，电子回旋共振（UHR）加热、静电离子声波（ES）加热是过密等离子体条件下的重要加热机制。在相似的结构和工作环境下，用实验间接验证了模拟的热电子温度和等离子体密度随时间的演化。在低功率范围内，实验结果与模拟结果吻合得相当好。
2018-12-05 physics.plasm-ph
Observation of spatio-temporal pattern in magnetised rf plasmas
我们解决了磁化射频等离子体中斑图形成的实验观察。实验是在一个可旋转的超导磁线圈内的接地铝室中进行的。等离子体是在氩气背景下，以推挽方式在平行板电极上施加射频电压而形成的。等离子体强度随时间的演化表明，均匀等离子体分裂成若干同心径向的时空亮环和暗环。这些环在相当低的压力和恒定的磁场下径向传播。观察到这些图案以将小的灰尘颗粒/颗粒捕获在它们的潜力中。利用图案的这一特性，描述了一种测量与图案相关联的电场的新技术。由此产生的估计相应的场强。在其他特定的放电参数下，等离子体显示出在某些其他化学、机械和生物系统中观察到的一系列特殊类型的特征结构。
2016-04-19 physics.plasm-ph
Dynamics of fast magnetosonic wave turbulence
Laboratoire de Physique des Plasmas (LPP), CNRS, École polytechnique, Institut Polytechnique de Paris, Université Paris-Saclay, Sorbonne Université, Observatoire de Paris（等离子体物理实验室，法国国家科学研究中心，巴黎综合理工学院，巴黎理工学院，巴黎萨克雷大学，索邦大学，巴黎天文台）
本文研究了快磁声波湍流的动力学，通过数值模拟波湍流动能方程，探讨了弱非线性快磁声波能量谱的演化，提出了Kolmogorov型现象学解释能量和积分长度尺度的时间衰减规律，并展示了在强迫模拟中，湍流由反向和正向级联混合组成，其中前者更强。
2026-10-12 physics.flu-dyn physics.plasm-ph
Spatio-temporal dynamics of anisotropic emission from nano second laser produced aluminium plasma
本研究探讨了100 mbar下纳秒激光铝等离子体发射各向异性的时空特征，发现偏振度沿羽流方向反转符号，受原子过程和自生磁场影响，为偏振分辨激光诱导击穿光谱分析提供了重要依据。
2023-09-20 physics.plasm-ph
On the spatio-temporal behavior of magnetohydrodynamic turbulence in a magnetized plasma
采用直接数值模拟方法对三维磁流体动力学（MHD）湍流进行了数值模拟，分析了磁场涨落的时空行为。考虑了平均背景磁场值相对较小、中等和较大的情况。（波数）尺度相关的时间关联函数直接计算不同的模拟，改变平均磁场值。从这个关联函数的时间去相关计算和比较不同的理论时间，即，本地非线性时间，随机扫描时间，和Alfvénic时间，后者是一个波的效果。据观察，时间去相关占主导地位的扫描效果，只有在大值的平均磁场和波矢量主要对准这个字段的时间去相关控制Alfvénic效应。
2016-08-29 physics.plasm-ph
Spectral and temporal characterization of nanosecond and femtosecond laser produced plasma from metallic targets
实验表征和比较产生的等离子体的时间特性的超快（100 fs，800 nm）和短脉冲（7 ns，1064 nm）激光脉冲从高纯镍和锌的目标，扩展到氮的背景，提出。实验是在10^-6至10^2托的宽压力范围内进行的，当压力接近1托时，羽流强度迅速增加。由OES计算了电子温度（Te），发现在超快激发下Te与压强无关，而在短脉冲激发下Te在毫托附近有增强现象.速度测量表明，在羽流膨胀时，快粒子加速到一定距离，而慢粒子减速.特别是在更高的压力下，通过对由强激光脉冲产生的LPP中的中性粒子和离子的飞行动力学时间的比较，证实了所观察到的快速物质是由于快速离子与相对缓慢移动的电子的复合。此外，在实验中采用异步泵浦-探测方案，该方案使用Q开关（1064 nm，7 ns）激光器用于等离子体产生，并且使用低功率100 fs，82 MHz脉冲训练探测由此产生的等离子体，这允许以每12 ns的间隔探测瞬态LPP。
2015-04-22 physics.plasm-ph
Spatiotemporal evolution of emission and absorption signatures in a laser-produced plasma
本文报道了纳秒激光等离子体中铝原子的发射和吸收特性的时空演化。等离子体由Inconel靶产生，其含有$\sim $ 0.4重量% Al，使用来自Nd：YAG激光器的1064 nm、~ 6 ns半高全宽脉冲，Ar覆盖气体压力为~ 34 Torr。Al I（394.4 nm）跃迁的时间分布从采用飞行时间（TOF）发射和激光吸收光谱的等离子体内的各个空间点收集，并且它们提供所选跃迁的激发态和基态群体的动力学。发射和吸收特征在其时间分布中显示出多个峰，尽管它们在等离子体开始后出现在不同的空间位置和时间。的吸收时间分布显示出早期的时间签名表示冲击波传播到周围的气体。我们还使用了发射和吸收光谱的特点，用于测量等离子体的各种物理性质。吸收光谱曲线用于测量线宽、柱密度和动力学温度，而发射光谱用于测量激发温度。在等离子体中的各个空间点的激发和动力学温度之间的比较。我们的研究结果强调，飞行时间测量提供了一个资源丰富的工具，显示时空LPP动态具有更高的空间和时间分辨率比光谱测量是可能的，但很难解释没有额外的信息激发温度和线宽。因此，吸收和发射TOF和光谱测量的组合提供了比单独使用任何一种技术可能的更完整的LPP时空动态的图片。
2022-01-25 physics.plasm-ph
Stable three-dimensional Langmuir vortex soliton
在具有饱和指数非线性项的广义Zakharov方程模型下，给出了非磁化等离子体中三维涡旋孤子形式的数值解。为了找到高精度的解决方案，我们使用两步数值方法相结合的Petviashvili迭代程序和牛顿-Kantorovich方法。当非线性频移超过某个临界值时，拓扑荷为$m=1$的涡旋孤子是稳定的。的稳定性预测验证了直接模拟的完整的动力学方程。
2020-04-07 nlin.PS physics.plasm-ph
Investigation of Stimulated Brillouin Scattering Driven by Broadband Lasers in High-Z Plasmas
Institute of Applied Physics and Computational Mathematics（应用物理与计算数学研究所）
本研究通过一维碰撞粒子模拟探究高Z等离子体中宽带激光驱动的SBS演化，发现激光带宽超过SBS时间增长率数十倍时可有效抑制SBS，为惯性约束聚变宽带激光设计提供指导。
2025-11-14 physics.plasm-ph
Demonstration of full-scale spatio-temporal diagnostics of solid-density plasmas driven by an ultra-short relativistic laser pulse using an X-ray free-electron laser
Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf（亥姆霍兹德累斯顿-罗斯多夫中心）；European XFEL（欧洲X射线自由电子激光设施）；Center for X-ray and Nano Science CXNS, Deutsches Elektronen-Synchrotron DESY（德国电子同步加速器DESY X射线与纳米科学中心CXNS）；Helmholtz Imaging, Deutsches Elektronen-Synchrotron DESY（德国电子同步加速器DESY亥姆霍兹成像）；National Institute for Fusion Sciences（国立研究开发法人核融合科学研究所）
本文首次利用XFEL结合SAXS、RXES和XPCI，对超短相对论激光驱动固体密度等离子体进行了全尺度时空诊断，揭示了预等离子体、超快加热及冲击波等动力学过程。
2025-05-09 physics.plasm-ph
Effect of Noise on Spatio-Temporal Evolution of Current Filamentation Instability in Relativistic Beam-Plasma Systems
School of Advanced Sciences, Vellore Institute of Technology（高级科学学院，维罗尔理工大学）
通过解析和粒子模拟研究噪声对相对论束-等离子体系统中电流丝化不稳定性的时空演化，发现纵向场调制是固有特性，且噪声轮廓影响演化。
2026-06-23 physics.plasm-ph
Anomalous time of flight behavior of fast ions in laser produced aluminum plasma
在这项工作中，多电荷离子发射从铝等离子体的Q开关Nd：YAG激光器产生的动力学进行了研究，飞行时间（TOF）的测量从朗缪尔探针（LP）和光谱（STOF）在0.02毫巴的Ar环境下。系统地研究了多电荷离子、背景中性粒子和离子在不同激光强度下的时间演化。时间演化表明，所有物种都具有双峰结构的所有激光强度的研究。快峰是尖锐的，而慢峰是广泛的，类似于在以前的研究中观察到的。此外，更高电荷的离子具有更高的速度，表明来自在膨胀的非常初始的时间阶段产生的瞬态电场的加速。有趣的是，快峰被延迟，而慢峰随着激光强度的增加而在时间上提前，这在早期的研究中没有报道。观测结果表明，双极电场在TOF剖面的意外观测行为中可能起作用。
2022-06-10 physics.plasm-ph
Observation of post-soliton expansion following laser propagation through an underdense plasma
30 ps，$3\times 10^{18}$ W cm $^{-2}$激光脉冲与欠密氘等离子体相互作用产生的电磁后孤子的膨胀在脉冲传播后100 ps内被观察到，此时大量的后孤子仍保留在等离子体中。后孤子的时间演化具有很高的空间和时间分辨率。所观察到的膨胀相比，分析模型和三维粒子在细胞的结果提供指示后孤子动力学的偏振依赖性。
2010-07-01 physics.plasm-ph
Accelerating field enhancement due to ion motion in plasma wakefield accelerators
等离子体尾场加速器中的离子运动会在波破裂前不久引起纵向电场的瞬时增大。这种增加是由于波能量在横向上的重新分布引起的，对于正确解释实验结果和加速高质量光束可能是重要的。
2019-06-17 physics.plasm-ph
Quasi-linear model for the beam-plasma instability: analysis of the self-consistent evolution
我们重新分析了准线性自洽动力学的束等离子体不稳定性，通过比较相应的哈密顿系统的理论预测和数值模拟。虽然渐近动力学的扩散功能的可靠预测，早期的时间中尺度输送出现不太有效地再现对流功能的自洽方案。其结果是，我们确定的基础准线性模型假设的分布函数是准平稳的观察到的差异的起源。此外，我们提供了一个修正的瞬时准线性增长率的基础上的线性扩展的分布函数的时间依赖性，我们成功地测试了这个修订后的配方在时间的中尺度谱演化。
2019-05-30 physics.plasm-ph
Capturing the three dimensional, nano-scale, pico-second dynamics of plasma mirrors with intense ultrashort laser wavefront measurement
本文提出利用波前测量与泵浦-探测技术直接测量等离子体镜纳米动力学，实现纳米轴向、微米横向和飞秒时间分辨率的三维表面重建。
2025-05-05 physics.plasm-ph
Inhomogeneous Energy - Density Driven Instability in Presence of a Transverse DC Electric Fields in a Magnetized Plasma Cylinder
研究了在非均匀横向直流电场作用下，碰撞磁化等离子体柱中非均匀能量密度驱动不稳定性（IEDDI）的时间演化。利用实验上已知的IEDDI相关参数，我们估计了$ν$ =1，2和3非局域本征模的增长率。
2004-10-19 physics.plasm-ph
Temporal resolution criterion for correctly simulating relativistic electron motion in a high-intensity laser field
粒子-细胞编码现在是研究超强激光-等离子体相互作用的标准工具。激发直接激光加速的电子在亚临界等离子体中，我们检查时间分辨率的要求，必须满足准确计算电子动力学在强激光场。作为一个测试问题，我们使用一个完美的平面电磁波中的单个电子的运动，显示出令人惊讶的恶化的数值精度与波的振幅$a_0$为一个给定的时间步长。我们继续分析表明，时间步长必须显着小于$λ/c a_ 0$，以达到良好的精度。因此，我们提出自适应电子子循环作为一种有效的补救措施。
2014-11-11 physics.plasm-ph
Different kinds of accelerated propagation of relativistic electromagnetic plasma wavepackets
本研究针对相对论电磁等离子体波的动力学方程，探究了除平面波外的多种加速波包解，发现其形式随等离子体频率的时空特性变化，还验证了含光速等离子体平板系统中任意加速波包解的存在性。
2024-05-20 physics.plasm-ph
Temporal Evolution of the Light Emitted by a Thin, Laser-ionized Plasma Source
本文结合实验与模拟研究薄激光电离氦等离子体发光的时间演化，提出解析模型并利用低成本相机统计方法实现纳秒级时间分辨测量，验证了碰撞激发主导发光，为PWFA等离子体光测量提供有效工具。
2023-09-16 physics.acc-ph physics.plasm-ph
Greater than five-order-of-magnitude post-compression temporal contrast improvement with an ionization plasma grating
本文提出利用电离等离子体光栅作为高功率激光的可控光学开关，实现至少3×10^5的时间对比度提升和小于500飞秒的开关时间，且可长时间稳定运行，优于等离子体镜方案。
2024-03-17 physics.optics physics.plasm-ph
Resolution-Independent Machine Learning Heat Flux Closure for ICF Plasmas
University of Oxford（牛津大学）；STFC Rutherford Appleton Laboratory（STFC鲁瑟福阿普顿实验室）；Mach42
本文提出一种无分辨率机器学习热通量闭合方法，通过傅里叶神经算子训练，实现了在不同空间和时间分辨率下的热通量预测，提升了数据驱动闭合在辐射-流体模拟中的实用性。
2026-04-03 physics.plasm-ph
Weakly nonlinear waves in magnetized plasma with a slightly non-Maxwellian electron distribution. Part 2. Stability of cnoidal waves
我们确定的增长率的线性不稳定性所造成的长波长的横向扰动施加到周期性的非线性波解的Schamel-Korteweg-de Vries-Zakharov-Kuznetsov（SKdVZK）方程，其中弱非线性波在强磁化冷离子等离子体的电子分布是由两个麦克斯韦在略有不同的温度。为了得到增长率，有必要利用递归关系来计算其数目保持为最小的非平凡积分。结果表明，一个这样的关系的关键实例不能用于类的解决方案，其最小值为零，和一个额外的积分必须明确评估。SKdVZK方程包含两个非线性项，其比率$b$随着电子分布变得越来越平顶而增加。由于$b$，因此从电子等温线的偏差增加，它被发现，椭圆余弦波的解决方案，旅行速度比长波长的线性波，有一个更明显的变化的增长率与角度$θ$在其中施加的扰动。最小值为零的解决方案，旅行慢于长波长的线性波被发现，在一阶，是稳定的垂直扰动，并有一个相对较窄的范围$θ$的一阶增长率不为零。
2007-01-24 nlin.PS physics.plasm-ph
Influence of the temporal contrast on the characteristics of laser-produced ultrafast Kα Hard X-ray source
研究了多TW飞秒Ti：Sa激光束（$λ$ =800 nm）聚焦在厚钼靶上产生的17.4 keV强超快准单色X射线源在宽脉冲峰值强度（$10^{16}$ - $10^{19}$ W/cm $^2$）和时间对比度（$10^6$ - $10^{10}$）范围内的特性。测量了产生的脉冲X射线发射的空间和绝对光谱分辨能量参数。在$>10^9$的高对比度下，Mo K $α$谱线辐射通量达到$2\times 10^9$光子/sr，能量转换效率高达$3.2\times 10^{-5} sr^{-1}$。激光-等离子体相互作用的共振吸收，真空加热和有质动力（JXB）加热机制的相互作用清楚地表明，在不同的激光脉冲强度和对比度参数的不同K $α$转换效率的依赖关系。通过检查激光入射角的依赖关系，证实了结果。在相对论强度范围内，KPDMATHABMS效率在激光时间对比度的整个检测范围内显示出相似的值，其变化超过4个数量级，导致预形成等离子体的电子密度标度长度L从L< $λ$变化< $λ$ to L>。它证实了主导作用的JxB机制伴随着等离子体界面陡峭的激光辐射压力下的相对论相互作用制度的影响。
2017-10-19 physics.plasm-ph
Dynamic Mode Decomposition for Plasma Diagnostics and Validation
我们展示了应用动态模式分解（DMD）的诊断分析的非线性动力学的磁化等离子体的电阻磁流体力学。DMD方法是一种理想的时空矩阵分解，其将计算或实验数据的空间特征相关联，同时将空间活动与周期性时间行为相关联。DMD可以产生低秩、降阶的代理模型，这些模型可以用于重建系统的状态并产生高保真的未来状态预测。这允许减少计算成本，并且，在同一时间，精确的近似的问题，即使数据是稀疏采样。我们演示了使用的方法的数值和实验数据，表明它是一个成功的数学架构，为特征的HIT-IS磁流体动力学。重要的是，DMD分解产生可解释的主导模式结构，包括spheromak模式和一对注入器驱动模式。组合起来，3模式DMD模型产生可用于未来状态预测和/或控制策略的优秀动态重建。
2017-02-22 physics.plasm-ph
Control of Electron Energy Distribution Functions by Current Waveform Tailoring in Inductively Coupled Radio Frequency Plasmas
State Key Laboratory of Advanced Electromagnetic Technology, International Joint Research Laboratory of Magnetic Confinement Fusion and Plasma Physics, School of Electrical and Electronic Engineering, Huazhong University of Science and Technology（华中科技大学电气与电子工程学院，电磁场与微波技术全国重点实验室，磁约束聚变等离子体物理国际联合研究中心）；School of Physics, Huazhong University of Science and Technology（华中科技大学物理学院）；Chair of Applied Electrodynamics and Plasma Technology, Faculty of Electrical Engineering and Information Sciences, Ruhr University Bochum（鲁尔大学波鸿分校电气工程与信息科学学院应用电动力学和等离子体技术教席）；School of Physics and Mechanics, Wuhan University of Technology（武汉理工大学物理学与机械学院）
本研究通过优化电流波形来控制感应偶极辐射频等离子体中的电子能量分布函数及等离子体化学特性。
2026-01-12 physics.plasm-ph
Temporal and Spatial Turbulent Spectra of MHD Plasma and an Observation of Variance Anisotropy
从时间和空间磁涨落谱两个方面分析了MHD湍流的本质。在斯沃斯莫尔球形马克实验（SSX）的MHD风洞中产生了磁湍流等离子体。磁波动的功率被投射到垂直和平行于局部平均场的方向上;这些量的比率显示了方差各向异性的存在，其作为频率的函数而变化。磁，速度和密度谱之间的比较也表明，观察到的湍流的能量主要是由等离子体生产过程中产生的磁场播种。直接空间谱使用多通道诊断构造，并用于与使用泰勒假设转换为空间尺度的频谱进行比较。由于离子惯性长度尺度物理的观察耗散的证据也进行了讨论，以及实验室实验可以发挥的作用，在理解湍流通常研究空间设置，如太阳风。最后，所有的湍流结果显示比较相当不错的霍尔MHD模拟实验。
2014-04-13 physics.plasm-ph physics.space-ph
Peculiarities of Surface Plasmons in Quantum Plasmas
具有简并电子的半束缚量子等离子体中的表面等离子体（SP）（例如，的金属）被认为是，和一些有趣的后果电子泡利阻塞SP色散和时间衰减进行了讨论。特别是，它表明，一个半有界的退化等离子体与尖锐的边界支持两种类型的SP具有不同的频率和定性不同的时间衰减，相反，非退化等离子体，只支持一种类型的SP \citep{Guernsey_1969}。
2012-12-13 cond-mat.quant-gas physics.plasm-ph
Extended temporal coarse-graining in a stratified and confined plasma under thermal fluctuations
本文将时间粗粒化方法推广到温度涨落时间尺度与电子穿越时间相当或更大的区域，推导出含附加项的动力学方程，并通过数值模拟揭示电场在不同时间尺度下的作用，确定了温度反转持续存在的条件。
2025-09-03 astro-ph.SR physics.plasm-ph
Solar wind data analysis aided by synthetic modeling: a better understanding of plasma-frame variations from temporal data
针对太阳风单航天器原位时序数据难以转换到等离子体空间参考系的问题，提出基于可调各向异性二维噪声图的合成建模工具包，经帕克太阳探测器E7数据验证，可助力更可靠地确定等离子体参考系物理量。
2024-05-21 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
Temporally Resolved Intensity Contouring (TRIC) for characterization of the absolute spatio-temporal intensity distribution of a relativistic, femtosecond laser pulse
当今的高功率激光系统能够达到高达$10^{22}$ W/cm ^2的光子强度，在与材料相互作用时产生等离子体。高强度和超短脉冲宽度的激光使得直接观测等离子体动力学成为一项具有挑战性的任务。在激光-等离子体物理领域，特别是离子加速领域，光强的时空分布是最关键的问题之一。我们描述了一种新的方法的基础上的单次拍摄（即单激光脉冲）啁啾探测计划，采取九个连续帧的帧速率高达太赫兹。这种技术，我们称之为时间分辨强度轮廓（TRIC），使单次测量激光等离子体动力学。利用TRIC，我们演示了在亚皮秒分辨率下，在全脉冲能量下，高功率激光脉冲在焦平面上的完整时空强度分布的重建。
2018-09-16 physics.ins-det physics.optics physics.plasm-ph
Terahertz frequency conversion at plasma-induced time boundary
该研究通过实验与理论分析飞秒激光产生的等离子体超快时间边界，揭示宽带太赫兹波的红移、蓝移及振幅变化机制，凸显时间边界在频谱工程中的优势。
2025-07-28 physics.optics physics.plasm-ph
Fully Convolutional Spatio-Temporal Models for Representation Learning in Plasma Science
我们已经训练了一个完全卷积的时空模型，用于在聚变能等离子体科学这一具有挑战性的典型应用领域中进行快速准确的表示学习。大破坏的发生是先进托卡马克必须解决的一个至关重要的聚变能科学（FES）问题。虽然各种统计方法已被用于解决托卡马克中断预测和控制问题，但最近基于深度学习的方法已被证明特别引人注目。在本文中，我们介绍了融合递归神经网络（FRNN）软件套件的进一步改进。到目前为止，FRNN是基于循环神经网络的长短期记忆（LSTM）变体，以利用数据中的时间信息。在这里，我们实现并将时间卷积神经网络（TCN）架构应用于时间相关的输入信号，从而使FRNN架构完全卷积。这允许高度优化的卷积运算承载训练的大部分计算负载，从而能够减少训练时间，并有效使用高性能计算（HPC）资源进行超参数调整。与此同时，与LSTM架构相比，基于TCN的架构在大型代表性融合数据库中实现了相等或更好的预测性能。在数据丰富的科学学科中，这些结果对基于深度学习的一般时空特征提取器的资源有效训练具有影响。此外，这个具有挑战性的示例性案例研究说明了具有灵活架构选择选项的预测平台的优势，该平台能够轻松调整和适应，以响应大型现代观察数据集中日益出现的预测需求。
2020-09-26 physics.comp-ph physics.plasm-ph
Influence of Temporal Variations in Plasma Conditions on the Electric Potential Near Self-Organized Dust Chains
尘埃颗粒自组织成稳定的尘埃结构（或“链”）在很大程度上取决于单个带电尘埃颗粒与局部等离子体环境中电荷分布所产生的复杂电势之间的动态相互作用。最近的研究表明，在国际空间站（ISS）上进行的Plasmakristall-4（PK-4）实验中，气体放电等离子体的正柱支持快速移动电离波的存在，这导致等离子体参数与平均背景值相差多达一个数量级。电离波导致的高度可变的环境可能对尘埃粒子的动力学和自组织产生有趣的影响，特别是关于尘埃链的形成和稳定性。在这里，我们调查的电势周围的尘埃链在PK-4采用分子动力学模型的尘埃和离子的边界条件提供的粒子在细胞与Monte Carlo碰撞（PIC-MCC）模拟的电离波。该模型被用来检查电离波的不同区域内的等离子体条件的影响，并比较由此产生的尘埃结构，通过采用时间平均的等离子体条件。模拟的灰尘链和PK-4的实验数据之间的比较表明，时间平均等离子体条件不准确地再现观察到的结果的灰尘行为，表明更仔细的处理等离子体条件下的电离波的存在是必要的。它进一步表明，常用的电势的解析形式不准确地描述在这些等离子体条件下的带电尘埃颗粒附近的电势。
2022-03-02 physics.comp-ph physics.plasm-ph
Particle integrator for particle-in-cell simulations of ultra-high intensity laser-plasma interactions
粒子模拟程序是研究超强激光与等离子体相互作用动力学的最常用的模拟工具。使用平面电磁波中的单个电子的运动作为基准问题，我们显示出令人惊讶的恶化的PIC算法的数值精度与典型的时间步长和网格大小的归一化波振幅的增加。两个显着的误差源被确定：强加速度附近的停止点和时间字段插值。我们提出了自适应电子子循环耦合的磁场和电场的三阶时间内插作为一种有效的补救措施，大大提高了粒子积分器的精度。
2021-02-22 physics.comp-ph physics.plasm-ph
