Formation of collisionless shocks in magnetized plasma interaction with kinetic-scale obstacles
我们调查的形成碰撞磁化冲击触发磁化等离子体流和微型（等离子体动力学尺度的顺序）磁障碍之间的相互作用诉诸大规模并行，全粒子模拟，包括电子动力学。通过独立地改变偶极磁矩和等离子体磁化强度的大小来确定在这些物体前面产生压缩等离子体区域的临界障碍物尺寸。我们发现，障碍物的有效尺寸取决于偶极和等离子体内部磁场之间的相对取向，我们表明，这可能是至关重要的，以形成一个小尺度结构的冲击。我们研究了不同磁场位形下磁层顶的微观物理，并与全三维模拟结果进行了比较。最后，我们评估的参数范围，这样的微型磁化冲击，可以在实验室实验中探索。
2017-01-19 physics.plasm-ph
Direct Observation of a Cross-Field Current-Carrying Plasma Rotating Around an Unstable Magnetized Plasma Column
磁化等离子体柱的低频不稳定性和异常径向等离子体对流被证明与沿围绕中心磁化等离子体旋转的等离子体通道的径向交叉场电流的存在有关。利用超快增强相机对旋转等离子体进行了直接观测。当轴向收集极处于浮动电位时，沿等离子体柱的轴向注入的电离电子有助于负电荷的积累。所需的中性导致高能电子的连续径向驱逐和旋转等离子体通道（m=1不稳定波）的形成。这种情况以前被错误地解释为抗磁漂移波。
2008-10-12 physics.plasm-ph
Hamiltonian Formulations of Quasilinear Theory for Magnetized Plasmas
本文给出了均匀磁化和非均匀磁化等离子体的拟线性理论的哈密顿公式。首先，Kennel和Engelmann（1966）的标准准线性理论进行了审查和重新解释的一般哈密顿公式。在此哈密顿表象下，基于Brizard_Chan（2001，2004）的工作，我们给出了从空间均匀磁化背景等离子体中的二维准线性扩散到空间非均匀磁化背景等离子体中的三维准线性扩散的转变.由此产生的非均匀磁化等离子体的准线性理论产生了$3\times 3$扩散张量，该扩散张量自然地结合了准线性径向扩散以及其与二维不变速度空间中的扩散的协同连接（例如，能量和俯仰角）。
2022-08-22 physics.plasm-ph
Asymmetric chiral alignment in magnetized plasma turbulence
在非均匀磁化等离子体中的多物种湍流被发现表现出对称性破缺的第三个物种的动态对齐与波动的电子密度和涡度相对于磁场方向和物种的相对背景梯度。讨论了磁化空间等离子体湍流中带电分子真手征聚集的可能性。
2012-10-17 physics.plasm-ph
Electromagnetic modes in cold magnetized strongly coupled plasmas
给出了强耦合磁化全电离氢等离子体中电磁波传播的频谱，在忽略离子运动和阻尼的情况下，分析了库仑耦合对电磁波谱的影响。
1999-06-08 physics.plasm-ph
Friction Force in Strongly Magnetized Plasmas
带电粒子在等离子体中运动时会受到一个摩擦力，该摩擦力通常与粒子的速度反平行。最近预测，在强磁化等离子体中，其中等离子体粒子的陀螺频率超过等离子体频率，摩擦力还包括垂直于速度和洛伦兹力的横向分量。在这里，这一预测证实了使用分子动力学模拟，它表明，横向分量的相对大小与等离子体耦合强度增加。这一结果影响单粒子运动和宏观输运强磁化等离子体中发现的广泛的应用。
2020-08-25 physics.plasm-ph
Biermann-battery driven magnetized collisionless shock precursors in laser produced plasmas
本研究在OMEGA装置上通过激光产生磁化等离子体与未磁化氢等离子体碰撞，首次完整观测到Biermann电池驱动的磁化无碰撞激波前驱，结合多类模拟验证了相关过程与电子加速结果。
2024-09-04 physics.plasm-ph
Ion-acoustic shock waves in magnetized pair-ion plasma
本文对三分量磁化等离子体中斜传播的离子声冲击波进行了理论研究。利用约化摄动法导出了Burgers方程。我们的等离子体模型支持的非广泛的电子的考虑下，积极和消极的冲击结构。研究发现，正、负冲击波势随外加磁场引起的斜角（$δ$）的增大而增大。正、负激波的振幅大小不受离子运动粘度的影响，但正、负激波的陡度随离子运动粘度的增加而减小。我们的研究结果在空间和实验室等离子体的影响进行了简要讨论。
2021-02-16 physics.plasm-ph
Particle Velocity Distributions in Developing Magnetized Collisionless Shocks in Laser-Produced Plasmas
我们提出了第一个实验室观测的时间分辨的电子和离子的速度分布形成，磁化无碰撞冲击。利用探测激光束的汤姆逊散射观测了激光驱动的超音速活塞等离子体膨胀通过磁化环境等离子体的相互作用。从汤姆逊散射光谱，我们测量时间分辨的电子密度，温度和离子流速，以及空间分辨的磁场从质子照相。我们观察到的直接证据的清扫和加速周围的离子，磁场压缩，和随后的变形的活塞离子流，关键步骤在冲击波形成。甚至在冲击波完全形成之前，我们就观察到了与活塞离子堆积有关的强烈的密度压缩和电子加热。结果表明，实验室实验可以探测与无碰撞冲击有关的粒子速度分布，从而补充航天器飞行任务进行的类似测量。
2018-11-15 physics.plasm-ph
Four Tensors Determining the Thermal and Electric Conductivities of Non-Degenerate Electrons in Magnetized Plasma
本文用Chapman-Enskog方法求解了具有非简并电子和离子的磁化等离子体的Boltzmann方程。为了获得近似解，使用Sonine多项式直到三阶近似。被认为是完全电离的等离子体。我们得到了更准确的组件的扩散，热扩散和扩散热效应张量相比，以前的出版物在这个问题上。
2020-03-25 physics.plasm-ph
Lower-hybrid oscillations in a cold magnetized electron-positron-ion plasma
本文得到了冷磁化电子-正电子-离子（e-p-i）等离子体中低混杂振荡/波的色散关系。结果表明，在等离子体密度较高且正电子和离子的平衡密度平衡的条件下，e-p-i等离子体中低混杂振荡的频率约为电子-离子（e-i）等离子体中低混杂振荡频率的$1/\sqrt{3}$倍。目前的工作可能有一些相关的实验室/天体物理e-p-i等离子体。
2018-03-13 physics.plasm-ph
Current-Driven Dust Ion-Cyclotron Waves in Presence of a Transverse DC Electric Fields in Magnetized Plasma with Charge Fluctuations
研究了在横向直流电场存在下，碰撞磁化尘埃等离子体中电流驱动的静电离子回旋（EIC）不稳定性。利用弗拉索夫方程自洽地导出了相应的充电方程。
2004-10-19 physics.plasm-ph
Formation of Transient High-$β$ Plasmas in a Magnetized, Weakly Collisional Regime
我们目前的实验数据提供的证据，形成瞬态（$\sim 20~μ$ s）等离子体，同时弱磁化（即，霍尔磁化参数$ωτ> 1$）并由热压支配（即，热压力与磁压力之比$β> 1$）。粒子碰撞平均自由程是整个系统尺寸的一个可观的分数。这些等离子体是通过磁化同轴枪发射的两个等离子体迎面合并而形成的。电子枪电流$I_{gun}$与外加磁通量$ψ_{gun}$之比$λ_{gun}=μ_0 I_{gun}/ψ_{gun}$是探索$β$和$ωτ$参数空间的实验旋钮。这些实验是在威斯康星州等离子体物理实验室的大红球上进行的。这种等离子体的瞬时形成可能为弱碰撞、磁化、高$β$等离子体物理的实验室研究开辟新的领域;与天体物理物体和现象有关的过程;以及用于磁惯性聚变的新型磁化等离子体靶。
2020-10-09 physics.plasm-ph
Electrostatic shock structures in a magnetized plasma having non-thermal particles
本文从理论上研究了尘埃-离子-声冲击波在多组分磁化对离子等离子体中的非线性传播，该等离子体中含有惰性的暖正离子和负离子，无惰性的非热电子和正电子，以及静态的带负电荷的大颗粒尘埃颗粒。用约化摄动法导出了Burgers方程。等离子体模型支持在静态带负电荷的大规模尘埃颗粒的存在下的正激波和负激波结构。结果表明，正、负激波轮廓的陡度均随离子运动粘度的增加而减小，但对高度无影响;电子温度的增加使激波轮廓的振幅增大。正激波的高度随入射角的增大而增大，正激波的高度随正电子数密度的增大而增大。本文还简要讨论了本研究结果的应用。
2021-07-17 physics.plasm-ph
Propagation of finite amplitude electrostatic disturbances in an inhomogeneous magnetized plasma
本文用1D 2 V开边界Vlasov-Ampere程序详细研究了有限振幅电磁扰动在非均匀磁化等离子体中的传播。该代码被应用于研究传播的外部驱动的电磁信号，本地化在一个边界的集成间隔，通过一个给定的平衡等离子体配置与不均匀的等离子体密度和磁场。
2004-10-21 physics.plasm-ph
The dispersion and propagation of topological Langmuir-cyclotron waves in cold magnetized plasmas
拓扑朗缪尔-回旋波（TLCW）是最近发现的磁化等离子体中的一种拓扑表面激发。我们表明，TLCW起源于拓扑相变在朗缪尔波回旋波共振。通过等势面分析和二维及三维含时模拟，我们证明了TLCW可以沿着复杂的相变界面以单向的方式稳健地传播，并且没有散射。由于这些理想的功能，TLCW可以探索作为一种有效的机制来驱动磁化等离子体中的电流和流动。分析还建立了一个密切的联系之间的新制定的拓扑相分类等离子体和经典的CMA图等离子体波。
2022-07-26 physics.plasm-ph
Magnetothermodynamics: measuring the equations of state of a compressible magnetized plasma
磁热力学（MTD）是研究磁化等离子体的压缩和膨胀，着眼于确定磁惯性聚变实验的状态方程。我们提出了最近的结果从SSX实验压缩磁化等离子体的热力学。在这些实验中，我们产生扭曲的磁化，放松等离子体加速从一端的$1.5~m$长铜磁通守恒的磁通绳，并观察它们的压缩在一个封闭的导电边界安装在另一端。在压缩过程中测量等离子体参数。在压缩过程中的离子加热的情况下，通过使用测量的密度，温度和磁化等离子体的体积构建PV图来确定。理论预测的MHD和双绝热（CGL）状态方程的实验测量进行比较，以估计压缩等离子体的绝热性质。由于我们的磁化等离子体弛豫到磁流体力学所描述的平衡，人们可能会期望它们的热力学由相应的状态方程控制。然而，我们发现磁流体动力学状态方程是不支持我们的数据。我们的结果更符合平行CGL状态方程，表明这些弱碰撞等离子体的质子能量的大部分方向平行于磁场。
2018-11-16 physics.plasm-ph
Local thermodynamics of a magnetized, anisotropic plasma
从第一性原理出发，导出了弱耦合磁化各向异性等离子体中流体元的内能表达式。其结果是熵、粒子密度和磁场的函数，因此起到热力学势的作用：它原则上决定了流体元素的所有热力学性质。特别是它提供了磁化等离子体的状态方程。推导过程中使用了常见的流体方程、动力学理论的一些要素、法拉第定律的MHD版本以及某些常见的稳定性和规律性条件。
2013-01-21 physics.plasm-ph
Longitudinal wave instability in magnetized high correlation dusty plasma
研究了磁化高关联尘埃等离子体中的低频纵波不稳定性。考虑了粉尘荷电弛豫。结果表明，波的频率、尘埃的荷电弛豫、剪切粘度和粘弹性弛豫时间、尘埃的高相关耦合参数以及磁场的强度对波的不稳定性有显著的影响。
2003-06-18 physics.plasm-ph
Extension of a Reduced Entropic Model of Electron Transport to Magnetized Nonlocal Regimes of High-Energy-Density Plasmas
激光产生的高能量密度等离子体中可能含有影响能量输运的强磁场，这种强磁场可能是非局域的。描述磁化非局域输运的模型在形式上是复杂的，并且基于许多近似。本文提出了一种更直接的方法来描述的电子输运在这一制度的基础上，一个约化熵模型的扩展。计算的磁化热通量与已知的渐近极限进行了比较，并应用于磁化非局域等离子体热化的研究。
2017-06-13 physics.plasm-ph
Parallel acceleration due to the radial electric field in a magnetized plasma with low-frequency turbulence
利用Fokker-Planck相空间随机输运方程，揭示了湍流磁化等离子体平行加速的一种新的物理机制。研究发现，由于径向电场和磁矩守恒，带电粒子的随机行走与粒子平行速度的随机变化有关。这种相关性导致等离子体与有限的平行流体流的平行加速。
2014-06-30 physics.plasm-ph
The structure of 3D collisional magnetized bow shocks in pulsed-power-driven plasma flow
我们调查三维弓形冲击高度碰撞磁化铝等离子体中，在烧蚀阶段产生的爆炸线阵列的MAGPIE设施（1.4 MA，240 ns）。从金属丝阵列烧蚀等离子体产生径向发散的超音速（$M_S \sim 7$）、具有冻结磁通量（$R_M \gg 1$）的超阿尔文（$M_A > 1$）磁化流。这些气流与放置在气流中的感应探头碰撞，感应探头既作为产生磁化弓形激波的障碍物，又作为平流磁场的诊断。沿两条正交视线的激光干涉法被用来测量线积分电子密度。由于等离子体的电阻扩散长度与探针的尺寸相当，磁场从激波前沿的离子流体中扩散出来，产生流体动力激波，其结构由音速马赫数决定，而不是流的磁声马赫数。使用电阻性磁流体动力学（MHD）代码MIGON进行的3D模拟证实了这一点，但低估了在实验弓形激波形状中观察到的各向异性，这表明非MHD机制可能对修改激波结构很重要。
2022-08-09 physics.plasm-ph
Positive Ion Impediment by short-circuiting effect in a magnetized plasma column
研究了热阴极灯丝产生的部分磁化等离子体柱的径向特性。研究发现，在无磁场的情况下，等离子体的电势和密度的变化类似于玻尔兹曼分布。然而，随着磁场增加，随着等离子体密度在中心变得更加明显，而在等离子体电势中观察到相应的最小值，可以看到明显的发散;因此限制了正离子朝向接地侧壁的径向扩散。基于短路效应的现象学模型的开发，公平地解释了这种对比的行为。
2018-10-24 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
Magnetized ion-acoustic shock waves in degenerate quantum plasma
对磁化简并量子等离子体系统中的离子声激波进行了理论研究，该系统中含有无惯性的超相对论简并电子和惯性的非相对论正电荷重离子和轻离子.用约化摄动法导出了Burgers方程。可以看出，在考虑非相对论性正电荷重离子和轻离子时，等离子体模型只支持正静电冲击结构。研究还发现，非相对论性重离子和轻离子的电荷态和数密度增强了IASHW的幅值，而离子运动粘滞系数（$η$）降低了IASHW的陡度.我们的研究结果将有助于理解白矮星和中子星中IASHW的非线性传播。
2021-03-29 physics.plasm-ph
Characterisitics of the hall current surrounding a magnetized filamentary plasma
本文利用TPD型直流放电，对径向电场Er向内作用下的环形等离子体外围的霍尔电流进行了实验研究。当垂直于固定背景磁场Bz施加尖点磁场B $θ$时，在磁化的磁性等离子体的周围感应出由电子的ErxB $θ$漂移引起的霍尔电流。
2004-10-23 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
Viscoelastic modes in a strongly coupled cold magnetized dusty plasma
本文用广义流体动力学模型研究了强耦合、冷、磁化尘埃等离子体中的低频模。由于尘埃粒子之间的强相关性和由磁场赋予的张应力，这种等离子体表现出弹性特性。结果表明，在这种介质中存在纵向压缩阿尔芬模和弹性修正的横向剪切模。这些集体模式的特点建立和讨论。
2013-10-29 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
Mode Coupling and Breathing Oscillation in Partially Magnetized Cross-Field Plasmas
该研究探究部分磁化交叉场等离子体中呼吸振荡起始时旋转辐条的模式耦合，证实二者存在非线性耦合，提出角向振荡电场为电离供能，指出间歇性三波耦合是触发低频呼吸振荡的可能机制。
2024-06-19 physics.plasm-ph
Instability-enhanced transport in low temperature magnetized plasma
结果表明，在高磁场下，低温、碰撞、束缚等离子体中的输运由于不稳定性而增强。虽然磁场将电子限制在稳定的等离子体中，但不稳定性完全破坏了限制，使得在高磁化极限下，传输变得独立于磁场。基于与磁场无关的边心密度比，提出了不稳定性增强碰撞频率的解析表达式。
2019-06-24 physics.plasm-ph
Nonlinear Plasma Wave in Magnetized Plasmas
磁化无碰撞等离子体中的非线性轴对称圆柱形等离子体振荡是一种用于描述超短相对论强激光脉冲激发等离子体尾波后电子流体在轴上坍缩的模型。我们提出了一个强非线性振荡的分析描述表明，磁场阻止关闭的激光脉冲后面形成的腔。这种效应与激光等离子体相互作用的3D PIC模拟证明。对快电子在磁场作用下的电子感应加速器振荡进行了分析，揭示了在实验中观察到的电子束团象的特征性"四射线星"图样[T. Hosokai等人，物理修订信函97，075004（2006）]。
2013-04-25 physics.plasm-ph
Accelerating self-modulated nonlinear waves in weakly and strongly magnetized relativistic plasmas
本文将描述相对论电子-正电子等离子体中圆极化波自调制的非线性薛定谔方程转化为修改的第二Painlevé方程，获得了依赖于磁化强度的加速传播波解，该解允许波逆转传播方向，不同于恒速孤子解。
2023-09-12 physics.plasm-ph
The Analytical Solution of Radiation Transfer Equation for a Layer of Magnetized Plasma With Random Irregularities
本文研究了无线电波在磁化等离子体光学厚平面单调层上的反射问题。等离子体电子密度不规则性可用任意形式的空间谱来描述。本文提出了在不变射线坐标系下的小角散射近似，用于辐射传输方程的解析研究。得到了描述等离子体层反射辐射的空间和角分布的近似解。所获得的解可以应用于例如电离层无线电波传播。
1997-09-03 physics.plasm-ph
Non-Extensive Transport Equations in Magnetized Plasmas
本文首次介绍了一个完整的非广延统计碰撞输运自洽动力学模型，根据Tsallis熵推广了普通Maxwell-Boltmzann统计量。仅从这个熵的定义出发，我们推导出动力学模型，在强磁化等离子体中找到电子的解，并计算各自的输运系数，以设置封闭的流体方程。所得结果进一步应用于模拟空间等离子体中的热输运和磁约束等离子体中的冷脉冲现象。
2018-06-06 physics.plasm-ph
Generalized Impurity Pinch in Partially Magnetized Multi-Ion Plasma
在具有不同离子质量的双离子种类等离子体中，重离子倾向于分别集中在碰撞磁化等离子体的低温区域和碰撞未磁化等离子体的高温区域中。此外，碰撞磁化强度可以被确定为轻离子回旋频率与轻离子和重离子物种的碰撞频率的比率，并且在部分磁化等离子体的中间区域中这种效应的行为主要取决于该霍尔参数。多离子交叉场传输已经描述了在碰撞磁化等离子体制度，广义箍缩关系，它描述了在该等离子体中的平衡离子物种的密度，在文献中找到。本文阐明了碰撞磁化和Larmor磁化在多离子碰撞输运中的作用，并将广义箍缩关系推广到部分磁化区，在部分磁化区，只要电子保持碰撞磁化，离子的Hall参数可能很小.平衡离子密度分布对外力和对彼此具有相同的依赖性，而与离子的碰撞磁化无关。多离子碰撞输运模型的有效性范围的扩大，使它们适用于更广泛的实验室等离子体条件。特别是，离子密度分布演变足够快的径向杂质传输可以观察到周围的停滞MagLIF，导致驱逐的重离子杂质的热点，只要等离子体成为足够的碰撞磁化过程中的内爆。
2021-02-05 physics.plasm-ph
Laser generated wake fields as a new diagnostic tool for magnetized plasmas
在存在外部磁场的情况下，由短激光脉冲产生的尾流场可以传播到等离子体之外，从而提供关于电子密度分布的信息。提出了一种由实测尾流场谱重建密度分布的方法，并给出了数值算例。最后，我们比较我们的建议与现有的等离子体密度诊断技术。
2000-06-08 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
Meaning of the splitting process for the transition to self-sustained turbulence in a magnetized cylindrical plasma
当湍流结构在衰减之前分裂得更频繁时，中性流体剪切流中就会形成持续的湍流。这一概念是否可以扩展到线性磁化等离子体的研究在这里和比较的管流的行为。随着控制参数的增加，磁化等离子体中的动力学已知经历从准周期到锁相到弱湍流状态的几个变化。当相位锁定制度打破，分裂时间接近反映自持湍流，从管流已知的减少寿命。
2022-06-28 physics.plasm-ph
Second harmonic electromagnetic emission of a turbulent magnetized plasma driven by a powerful electron beam
计算了强流电子束在磁化等离子体中激发强湍流时的二次谐波电磁辐射功率。结果表明，简单的分析模型的强等离子体湍流与假设的恒定的泵功率是能够解释实验观察到的电磁辐射作为单独的崩溃事件的后果的突发。计算结果表明，在湍流谱的长波部分发生的三波相互作用过程的电磁辐射功率与实验结果在数量级上一致。
2012-02-15 physics.plasm-ph
HiPIMS magnetized plasma afterglow diagnostic
使用高功率脉冲磁控溅射（HIPIMS）技术沉积抵抗侵蚀性环境条件的薄膜代表了技术挑战。为了建立最佳的操作条件，需要知道在脉冲阴极电流结束时磁化等离子体的寿命。我们开发的桌面系统允许测量所有操作HiPIMS类型的寿命，无论是短脉冲还是长脉冲，基于施加具有非常短的上升时间的电压脉冲时电流的快速增加，直到取决于初始磁化等离子体特性的值。
2019-06-25 physics.plasm-ph
Effects of Coulomb Coupling On Friction In Strongly Magnetized Plasmas
利用分子动力学模拟研究了强耦合、强磁化等离子体中粒子的摩擦力。除了通常的阻止本领组件对准反平行的速度，横向分量是垂直于速度和洛伦兹力观察。这个组件，这是最近发现的弱耦合等离子体中，被发现在强耦合制度的绝对和相对幅度增加。强耦合也被观察到诱导的洛伦兹力的方向上的摩擦力的第三分量。这些第一性原理模拟揭示了与强耦合、强磁化等离子体中碰撞相关的新物理学，这些物理学是现有动力学理论无法预测的。这种效应预计将影响一些实验室实验和天体物理等离子体中的宏观输运。
2021-02-19 physics.plasm-ph
Strong collisionless coupling between an unmagnetized driver plasma and a magnetized background plasma
本研究构建了一个半解析模型，表征未磁化驱动等离子体与磁化背景等离子体间的强无碰撞耦合，推导了抗磁腔和磁压缩的特征参数，与模拟和实验结果吻合良好，为实验中难以诊断的参数提供了界限。
2023-02-01 physics.plasm-ph
Topological phases and bulk-edge correspondence of magnetized cold plasmas
等离子体最近已被研究作为拓扑材料。然而，在冷磁化等离子体中的拓扑相位和拓扑相变的全面图片仍然缺失。在这里，我们系统地映射出所有的拓扑相，并建立在冷磁化等离子体的体边缘对应。我们发现，对于线性本征模，在密度$n$、磁场$B$和平行波数$k_{z}$的参数空间中存在10个拓扑相，它们被朗缪尔波-L波共振、朗缪尔波-回旋波共振和零磁场的表面所分隔.对于固定的$B$和$k_{z}$，只有朗缪尔波-回旋波共振处的相变对应于边缘模式。给出了这类边缘模态存在的充分必要条件，并通过数值解进行了验证。我们证明了边缘模不仅存在于等离子体-真空界面上，而且存在于更一般的等离子体-等离子体界面上。这一发现拓宽了这些外来激发在空间和实验室等离子体中的可能应用。
2021-06-21 physics.plasm-ph
Laser Amplification in Strongly-Magnetized Plasma
本文研究了强磁化等离子体中激光脉冲在动磁流体力学波作用下的后向散射。当外部磁场既不垂直也不平行于激光传播方向时可能发生的磁化低频散射提供了比拉曼散射更高的不稳定性增长率和与布里渊散射相当的频率下移。除了允许更小等离子体的高增长率和允许宽范围泵浦源的0.1- 2%频率下移之外，MLF散射是放大的理想候选者，因为该过程支持极大的带宽，粒子模拟显示产生超短持续时间。在某些条件下，MLF散射也成为主要的自发反向散射不稳定性，这对磁化激光约束实验产生了影响。
2018-12-22 physics.plasm-ph
THz Generation via Magnetized Hot Plasma-Laser Interaction
从理论上讨论了两束激光在沟槽密度和磁化热等离子体中拍频产生的太赫兹辐射。在这个机制中，有质动力导致一个非线性振荡电流，共振激发频率上杂波的太赫兹辐射。结果表明，在不同的电子温度下，THz辐射的最大值存在一个最佳温度，该最佳温度对应于拍频、激光束中心横向距离和静磁场强度等参数。
2018-05-15 physics.plasm-ph
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
Confinement Efficiency and Stability of a Toroidal Magnetized Plasma Device with Sheared Magnetic Field Lines using an Internal Ring Conductor
在一个新的实验室环形等离子体装置中，包括由内部圆形导体产生的极向磁场，在不同的情况下，磁化等离子体的约束效率和湍流水平进行了研究。当建立足够的极向磁场时，等离子体密度大大增强。此外，当存在旋转变换时，通常在没有磁场线剪切的环形器件中发现的不稳定性和湍流被抑制。等离子体衰减时间的测量允许确定粒子的约束时间，其与玻姆扩散时间和由不同扩散模型（特别是新古典扩散）预测的值进行比较。
2012-11-09 physics.plasm-ph
Laser-plasma interaction in magnetized environment
当等离子体介质被强磁化时，激光的传播和散射呈现出新的现象和应用。在兆高斯磁场下，光学激光的散射已经变得明显的各向异性。特殊的角度存在的相干激光散射增强或抑制，我们证明使用冷流体模型。因此，通过将激光束对准特定的角度，可以优化磁化内爆实验中的激光-等离子体耦合。此外，磁化散射可以用来改善等离子体基激光脉冲放大器的性能。使用磁场作为额外的控制变量，可以产生更高强度的光脉冲，以及压缩UV和软X射线脉冲，这是其他方法无法达到的。在更强的千兆高斯磁场中，激光-等离子体相互作用开始进入相对论-量子机制。利用量子电动力学，我们计算了修正的波色散关系，这使得正确的解释法拉第旋转测量的强磁场。
2017-12-01 physics.plasm-ph
Evolution of an arched magnetized laboratory plasma in a sheared magnetic field
拱形磁化结构在空间和实验室等离子体中很常见。本文给出了在剪切磁位形中弓形磁化等离子体（$β\approx 10^{-3}$，Lundquist数$\approx 10^{4}$，等离子体半径/离子回旋半径$\approx 20$）时空演化的实验结果。该实验旨在模拟与太阳大气中类似结构的形成和不稳定有关的条件。改变近水平叠加磁场的大小，研究其对弓形等离子体的扭曲和扭动的影响。此外，引导磁场的方向是不同的，以调查其在形成无论是正向或反向S形等离子体结构的作用。弓形等离子体中的电流远低于使其扭结不稳定所需的电流。观察到的拱形等离子体的扭动与较大幅度的叠加磁场的显着增加。当引导磁场的方向与初始弓形等离子体电流反平行时，观察到正S形弓形等离子体，而当引导磁场的方向与初始弓形等离子体电流平行时，观察到反S形弓形等离子体。
2021-11-16 physics.plasm-ph
Electron-Acoustic Solitons in Magnetized Collisional Nonthermal Plasmas
采用流体动力学方法研究了由惯性冷电子、无惯性κ分布热电子和静态离子组成的磁化碰撞超热等离子体中斜传播耗散电声孤波的性质.利用约化摄动方法，得到了控制OPdEASWS非线性特性的非线性Schamel方程。Schamel方程的孤立波解被用来研究小，但有限振幅OPdEASW在这样的磁化碰撞超热等离子体的基本特征。基本特征（宽度、振幅、速度等）的OPdEASW的被发现的不同的等离子体配置参数，如超热指数，结晶角，碰撞参数，捕获参数，和外部磁场的修改。静电干扰的性质，其可以在不同的现实空间和实验室等离子体系统中传播（例如，在土星环），简要讨论。
2020-06-02 physics.plasm-ph
Behaviors of positively charged fine particles in a cross field sheath between magnetized double plasmas
研究了等离子体参数对带电微粒悬浮位置的影响。在水平磁场垂直分隔的不同电势的磁化双等离子体之间的交叉场鞘层中，粒子上的电荷变为正电荷，因为从下部高电势等离子体流动的离子电流超过从上部低电势等离子体穿过磁场的电子电流。通过测量由外部振荡电场驱动的粒子的共振频率，估计粒子上的电荷为10 e ~ 2的量级。粒子悬浮位置的变化可以用电荷的变化来解释。
2004-11-09 physics.plasm-ph
Enhanced collisionless laser absorption in strongly magnetized plasmas
强磁化的等离子体增加了一系列在非磁化等离子体中不存在的波，并扩大了激光等离子体相互作用（LPI）的景观。在本文中，我们使用粒子模拟（PIC）来研究磁惯性聚变实验相关条件下一维强磁化LPI，重点关注电子-回旋频率大于等离子体频率且磁场相对于波矢量呈斜角的情况。我们表明，当电子回旋混合波频率约为激光频率的一半，激光共振衰减磁化等离子体波通过初级和次级不稳定性与大的增长率。这些不同的磁场控制的不稳定性，我们统称为双磁振子衰变，类似于非磁化等离子体中的双等离子体子衰变。由于额外的相位混合机制引入的倾斜磁场，大振幅磁化波的无碰撞阻尼基本上加宽了电子分布函数，特别是沿磁场的方向。在这个过程中，能量从激光器有效地转移到等离子体波，然后转移到电子，当存在强共振时，导致大的总吸收率。增强的激光能量吸收可以解释磁化激光内爆实验中观察到的比预期更热的温度，也可以用来开发更有效的激光驱动x射线源。
2022-09-12 physics.plasm-ph
Three-dimensional Helical-rotating Plasma Structures in Beam-generated Partially Magnetized Plasmas
本研究通过三维粒子模拟/蒙特卡罗碰撞模拟，发现束流产生的部分磁化等离子体在低压下存在两种不稳定性机制，分别形成2D螺旋臂结构和3D螺旋旋转结构，并提出了临界阈值压力与旋转频率的解析公式及实验验证。
2025-06-30 physics.plasm-ph
