Unifying averaged dynamics of the Fokker-Planck equation for Paul traps
Paul阱中碰撞等离子体的集体动力学由Fokker-Planck方程控制，通常假设Fokker-Planck方程导致唯一的渐近时间周期解，而与初始等离子体分布无关。然而，由于分析上的困难，这种独特性一般很难证明。对于小的阻尼和扩散系数的情况下，我们应用平均理论的一个特殊的解决方案，这个问题，并表明，平均动力学可以表示由一个非常简单的二维相图，这是独立的施加射频场的振幅。特别地，在2D相图中，我们有两个初始条件区域。从一个区域出发，所有解都是无界的。从另一个区域，所有的解决方案去一个稳定的不动点，这代表了唯一的时间周期的等离子体分布函数的解决方案，这两者之间的边界是一个抛物线。
2018-12-22 physics.plasm-ph
Co-current rotation of the bulk ions due to the ion orbit loss at the edge of a tokamak plasma
通过计算俘获热离子和通过热离子的最小能量损失，计算了托卡马克等离子体边缘由于离子轨道损失而引起的通量面平均动量损失和体离子的平行旋转。体离子的通量表面平均平行旋转是在并流方向。在托卡马克等离子体的最边缘，由于同向热离子的轨道损失，同向旋转速度的峰值位于最后一个闭合通量面内。当离子温度增加时，峰化位置向内移动。
2014-04-04 physics.plasm-ph
Control of fine particles by oscillating external forces in plasmas
一种新的技术，用于控制细颗粒的行为的开发和实验证明。该技术被称为时间平均粒子驱动（TAPD）方法。该方法包括在等离子体中的细颗粒中，将正脉冲施加到彼此相对放置的两个点电极上，并保持一定距离。当以比颗粒响应时间短的重复周期交替地施加正脉冲时，由于大质量，颗粒仅感受到时间平均力，并且围绕两个点电极之间的中心传输。这种方法对于会聚等离子体中的细颗粒是非常有效的。
2004-10-19 physics.plasm-ph
Bounce-Averaged Theory In Arbitrary Multi-Well Plasmas: Solution Domains and the Graph Structure of their Connections
本文提出了在任意复杂多势阱等离子体中识别弹跳平均理论求解区域及其边界连接的通用条件，并利用有向图表示区域连接与轨迹分叉结构，扩展了该理论在动态电磁场中的应用。
2025-07-01 physics.plasm-ph
Modelling of turbulent impurity transport in fusion edge plasmas using measured and calculated ionization cross sections
本文用三维电磁陀螺流体计算方法模拟了托卡马克聚变等离子体边缘和刮除层中痕量杂质的湍流输运，包括等离子体轮廓梯度的演化。杂质离子的源函数是从预先确定的测量和计算的电子碰撞电离截面数据动态计算的。模拟描述了产生和进一步被动湍流E-交叉-B平流的杂质的间歇性波动和相干的对流结构（斑点）的刮除层。
2014-08-21 physics.plasm-ph
The Thomson scattering cross section in a magnetized, high density plasma
我们计算的汤姆逊散射截面在非相对论，磁化，高密度等离子体-在一个制度，集体激发可以描述的磁流体力学。我们发现，除了回旋共振和弹性峰，截面表现出两对与慢和快磁声波相关的峰;相比之下，在纯流体力学中产生的截面只有一对布里渊峰。这些磁声波峰值的位置和宽度都取决于周围的磁场和温度，以及传输和热力学系数，因此可以作为诊断工具的等离子体特性，否则具有挑战性的测量。
2019-01-03 physics.plasm-ph
Plasma Equilibrium inside Various Cross-Section Capillary Discharges
用耗散磁流体动力学模拟方法对充氢毛细管放电波导内的等离子体特性进行了建模，以分析圆形和方形截面的毛细管，这意味着方形毛细管可以用来引导圆对称的激光束。当放电的准稳态阶段达到时，毛细管轴附近的等离子体和温度具有几乎相同的轮廓的圆形和方形毛细管。利用模拟得到的磁场分布图研究了截面对电子束聚焦特性的影响。粒子追踪模拟显示，对于方形毛细管，电子束在水平和对角方向上的对称性只有轻微的影响。
2017-03-29 physics.plasm-ph
Experiment to Form and Characterize a Section of a Spherically Imploding Plasma Liner
我们描述了一个实验，以形成和表征一个球形内爆等离子体衬里的一部分合并六个超音速等离子体射流，由新设计的轮廓间隙同轴等离子体枪发射。这个实验是一个前奏，形成一个完整的球形内爆等离子体衬里使用许多几十个等离子体枪，作为一个对峙的驱动器等离子体射流驱动的磁惯性聚变。六喷流实验的目的是评估衬垫马赫数和均匀性的演变和缩放，这是球形内爆等离子体衬垫压缩磁化靶等离子体到聚变条件的重要指标。本文介绍了同轴等离子体枪的设计，等离子体射流的实验表征，六射流实验装置和诊断，从三个和六射流实验的初始诊断数据，以及相关的数值模拟的高层次目标。
2017-11-30 physics.plasm-ph
Plasma screening and configuration interaction effects induced large enhancement on L-shell photoionization cross sections and opacity
National Key Laboratory of Computational Physics, Institute of Applied Physics and Computational Mathematics（计算物理国家重点实验室，应用物理与计算数学研究所）；School of Optoelectronics, University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学光电学院）；School of Mathematics and Physics, Qinghai University（青海大学理学院）；Center for Applied Physics and Technology, HEDPS, Peking University（北京大学高能量密度物理科学与技术研究院应用物理与技术中心）
该研究提出结合等离子体屏蔽和组态相互作用效应改进处理的不透明度模型，解释了铁、铬和镍不透明度相关差异，为太阳内部温度下 L 壳层不透明度测量提供系统解释，推动高能量密度等离子体中相关精确模拟。
2026-07-24 astro-ph.SR physics.atom-ph physics.plasm-ph
Space-resolved characterization of high frequency atmospheric-pressure plasma in nitrogen applying optical emission spectroscopy and numerical simulation
平均等离子体参数，如电子分布函数和电子密度确定的高频（2.4 GHz）的氮等离子体的特性，使用两种实验方法，即光发射光谱（OES）和显微摄影，和数值模拟。被认为是直接和逐步电子碰撞激发氮排放。本文讨论了用同样的方法测定氮分子的电子碰撞解离的空间分辨电子分布函数、电子密度、速率常数和氮原子的产生。利用CCD摄像机对微等离子体中的中性氮分子和氮分子离子的强度空间分布进行了成像。CCD图像使用由绝对校准的OES测量的相应发射进行校准，然后进行逆Abel变换以确定空间分辨强度和其他参数。空间分辨的参数进行了比较，分别与平均参数，并建立它们之间的协议。
2011-09-26 physics.plasm-ph
Strongly intermittent far scrape-off layer fluctuations in Alcator C-Mod plasmas close to the empirical discharge density limit
本文基于随机脉冲模型研究 Alcator C-Mod 刮削层涨落，发现接近密度极限时脉冲幅度和等待时间显著增大，远刮削层粒子和热通量增强，为预测丝状输运效应提供框架。
2023-08-08 physics.plasm-ph
A Short Introduction to Plasma Physics
本章简要讨论了一些基本的等离子体现象。在第二节中，我们介绍了关键的等离子体性质，如准中性，屏蔽，粒子输运过程和鞘层的形成。在第3节中，我们描述了最简单的等离子体模型：从单粒子轨迹和等离子体流体动力学的基本原理推导出的集体现象（漂移）。最后一节讨论了均匀、无界、冷等离子体中的波动现象。
2014-04-02 physics.acc-ph physics.plasm-ph
Simple electron-impact excitation cross-sections including plasma density effects
本文提出基于屏蔽氢模型和平面波玻恩近似的电子碰撞激发截面解析计算方法，引入多种低能修正因子并考虑库仑屏蔽与量子简并等密度效应，实现无需数值积分即可准确计算EIE速率。
2024-02-26 astro-ph.SR physics.atom-ph physics.plasm-ph
Temperature Dependent Functions of the Electron Neutral Momentum Transfer Collision Cross Sections of Selected Combustion Plasma Species
本研究评估了四种方法描述燃烧等离子体六种气体物种电子-中性碰撞截面随温度变化的差异，发现线性函数适用，并给出了各物种的变异系数。
2023-10-16 physics.plasm-ph
DREAM: a fluid-kinetic framework for tokamak disruption runaway electron simulations
避免逃逸电子（RE）在等离子体终止中断中的有害影响是磁聚变装置安全系统设计的关键。在这里，我们描述了一个计算效率高的数值工具，允许自洽的等离子体冷却和相关的RE动力学在中断的模拟。它解决了通量表面平均传输方程的等离子体密度，温度和极向通量，使用反弹平均动力学方程自洽地提供电子电流，热量，密度和RE的演变，以及电子分布函数。作为一个例子，我们考虑中断的情况下，材料注入和比较电子动力学解决不同层次的复杂性，从完全动力学流体模式。
2021-08-10 physics.plasm-ph
ECRH beam broadening in the edge turbulent plasma of fusion machines
本文提出了两种非均匀边缘等离子体层中普通模传输的解析模型。简单的解析表达式扩散的角度和空间的光束宽度的变化，并比较来自不同的湍流k-光谱和等离子体条件的2D麦克斯韦方程求解器的时间平均结果。利用这两种方法对ITER ECRH实验中实际湍流边缘参数下微波束的强空间展宽进行了预测。
2014-06-17 physics.plasm-ph
The impact of multipole and relativistic effects on photoionization and radiative recombination cross sections in hot plasmas
它示出的框架中的完全相对论的Dirac-Fock治疗的光电离和辐射复合过程，考虑到所有重要的多极的辐射场是相当重要的电子能量高于几个千电子伏。首次证明了连续电子的相对论性Maxwell-Bolzmann分布适用于高温等离子体。与通常使用的非相对论分布相比，这将辐射复合速率系数降低到几个多极。
2008-03-13 physics.atom-ph physics.plasm-ph
On modeling ICME cross-sections as static MHD columns
众所周知，太阳日冕物质抛射在穿过日光层时会膨胀。尽管如此，它们的截面通常被建模为静态等离子体柱内的磁流体力学（MHD）的框架。我们测试这种方法的有效性，使用现场等离子体数据从151磁云（MC）观测的风航天器和45观测的太阳神航天器。我们发现WIND事件最可能的横截面膨胀速度仅为MC内部Alfvén速度的$\approx 0.06$倍，而Helios事件最可能的横截面膨胀速度为$\approx 0.03$。因此，MC截面在阿尔文穿越时间尺度上几乎是静态的。使用库仑碰撞产生的电导率的估计，我们发现，在MC的Lundquist数是高的（$\approx 10^{13}$），这表明MHD的描述是合理的。焦耳加热率使用我们的电导率估计是几个数量级低于要求的等离子体加热内MC靠近地球。虽然我们计算的（低）加热速率与MHD描述一致，但与加热要求的差异表明可能偏离MHD，需要更好地了解MC中的等离子体加热。
2022-03-14 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
Magnetohydrodynamic equilibria of a cylindrical plasma with poloidal mass flow and arbitrary cross section shape
本文在理想磁流体力学理论的框架内研究了具有任意形状截面的纯极向质量流圆柱形等离子体的平衡问题。对于所考虑的系统，它表明，只有不可压缩流是可能的，因此，一般的二维流动平衡方程减少到一个单一的二阶拟线性偏微分方程的极向磁通量函数$ψ$，其中出现四个轮廓泛函的$ψ$。除了当与极向磁场的阿尔文速度有关的马赫数模为1时出现奇点外，该方程总是椭圆的，并允许构造几类解析解。研究了等离子体在理想导电圆柱边界内的精确等离子体方程，得到了等离子体方程中电流密度平坦和电流密度峰值的精确等离子体方程。
1996-08-27 physics.plasm-ph plasm-ph
Experimental characterization of a section of a spherically imploding plasma liner formed by merging hypersonic plasma jets
我们报告的实验结果合并的高超音速等离子体射流，这是基本的积木形成球形内爆等离子体衬里作为一个潜在的远距离压缩驱动器的磁惯性聚变。射流由安装在六个球形腔室的等离子体枪形成并发射。首先，从四种不同种类的两股和三股合并射流的实验中，（N，Ar，Kr，Kr），我们证明了（1）密度空间非均匀性可以很大（电子密度跳跃范围从N的2.9到N的6.6），当激波在喷流合并时形成，但较小（密度跳跃<2）当激波不形成时;（2）射流杂质（在这些实验中为20%Ti）可以通过增加射流合并的碰撞性来增加密度空间不均匀性的水平;和（3）衬套的马赫数可以保持较高（>10），这是等离子体衬套成为有效压缩驱动器所需要的。第二，从使用Ar的六个和七个合并射流的实验中，我们提出了改进的射流到射流的平衡<2%的跨射流的结果，包括（1）在射流合并和衬管结构的对称性中显著增加的平衡的证据，以及（2）在添加第七个射流的情况下，射流合并形态的潜在有利变化。对于这两个实验，我们提出了实验和合成数据从三维流体动力学代码之间的比较。
2020-06-08 physics.plasm-ph
Comment on "Geometric phase of the gyromotion for charged particles in a time-dependent magnetic field" [Phys. Plasmas 18, 072505 (2011)]
本文用几何方法分析了带电粒子在含时磁场中的回旋运动。Qin [Phys. Plasmas 18，072505（2011）]在表示磁场的瞬时取向的空间角度方面被重新表述。这个新的公式，其中包括运动方程的俯仰角，澄清了分解的陀螺角平均运动方程的陀螺相位到其动态和几何的贡献。
2012-07-18 physics.plasm-ph
Collisional radiative modelling with improved cross sections to investigate plasma molecular interactions in divertor plasmas
本文通过构建碰撞辐射模型并采用改进的反应速率数据，研究MAST-U Super-X偏滤器中的等离子体-分子相互作用，发现其能更好匹配实验并揭示分子活化复合与解离的重要性。
2023-11-28 physics.plasm-ph
Vibrational excitation cross sections for non-equilibrium nitric oxide-containing plasma
本文基于第一性分子动力学和局部复势框架计算了NO分子的全套振动分辨截面，并通过态-态模型验证了其能准确描述非平衡等离子体中的电子-振动能量交换及电子输运参数，显著提升了模拟与实验数据的一致性。
2024-11-14 physics.atom-ph physics.plasm-ph
Linear response of a variational average atom in plasma : semi-classical model
在有限温度下，利用布洛赫流体力学描述的电子动力学，研究了等离子体的频率依赖性线性响应。采用等离子体中平均原子的变分框架。消光截面计算几个等离子体条件。与以前研究的Jelvis模型中的Al-Fermi杂质的比较。一个Escherifest型求和规则，最初提出了一个完整的量子方法，在本形式主义推导和检查数值。这个求和规则用于定义轫致辐射和集体对消光截面的贡献。它表明，这些都是不可忽视的。每一个都可以构成对横截面的主要贡献，这取决于频率区域和等离子体条件。这一结果得到的Escheras-Fermi-Bloch的情况下，强调的重要性，自洽的方法，一般的线性响应。本研究中使用的一些方法可以扩展到量子情况下的线性响应。
2014-04-17 physics.plasm-ph
Why helicity injection causes coronal flux tubes to develop an axially invariant cross-section
结果表明，沿轴向非均匀磁通量管流动的电流产生一个相关的非线性，非保守的轴向MHD力泵的等离子体从区域的磁通管直径是小的区域，它是大的。特别是，这种力会将血浆摄入脂肪、最初潜在的通量管的末端，然后将摄入的血浆泵向中间凸起，从而导致凸起处的质量积聚。吸入的等离子体对流冻结在环形磁通量，其也在中间积累。在隆起处的通量积累具有显著的后果，导致隆起减小，使得通量管变得轴向均匀，如在日冕环中所观察到的。收敛的等离子体流在中间的停滞加热等离子体。少量在接近的流体元素之间同步弹跳的尾粒子可以被费米加速到非常高的能量。由于驱动电流沿通量管相当于螺旋注入通量管，这种质量摄入，加热，矫直应该是无处不在的螺旋注入过程。
2002-12-25 physics.plasm-ph
Vibrational, non-adiabatic and isotopic effects in the dynamics of the H$_2$ + H$_2^+$ $\rightarrow$ H$_3^+$ + H reaction: application to plasma modeling
本文用准经典轨线方法研究了H $_2^+$反应物的振动激发，碰撞能量在0.1 meV ~ 10 eV之间.基于神经网络多体修正的三原子分子势能面，提出了一种新的势能面，大大提高了势能面的精度，最高势能面可达17 eV，比以前的其他拟合更高。拟合精度和非-详细分析了绝热跃迁对动力学的影响，当碰撞能量大于1 eV时，反应的反应截面随H $_2^+$（$v'$）的振动激发的增加，对于高达$v'$ =6的值。对于$v'$ =6获得的总反应截面（包括双断裂通道）与Savic、Schlemmer和Gerlich获得的新实验结果相匹配[Chem. Phys. Chem. 21（13），1429.1435（2020）]。几个实验装置之间的差异，碰撞能量超过1 eV，显示横截面散射/分散在一个相当宽的间隔，可以解释的差异，在H $_2^+$反应物的形成中获得的振动激发。相反，对于低于1 eV的碰撞能量，横截面由电势的长程行为决定，并且不强烈地依赖于H $_2^+$的振动态。此外，在本研究中，计算的反应截面中使用的等离子体模型，并与以前的结果进行了比较。我们得出的结论是，等离子体中H $_3^+$的形成效率受到所使用的势能面的影响。
2023-03-03 astro-ph.SR physics.chem-ph physics.plasm-ph
Ion-driven destabilization of a toroidal electron plasma -- A 3D3VPIC Simulation
本文利用高保真3D3V PIC模拟研究紧长宽比环形电子等离子体中Ar+离子引发的共振失稳，揭示了模耦合、电流增长、离子加热及温度标度规律。
2022-07-23 physics.plasm-ph
R-matrix calculations for opacities: V. Temperature-density dependence of photoabsorption cross sections and opacity spectra of oxygen ions O VI and O VII
The Ohio State University（俄亥俄州立大学）
本研究用R矩阵方法计算氧离子O VI和O VII的光吸收截面，揭示等离子体展宽随温度密度的变化，并发现与Opacity Project相比，新结果覆盖更高能量范围、含更丰富共振，对天体物理和ICF实验有重要意义。
2026-09-09 astro-ph.SR physics.atom-ph physics.plasm-ph
Thomson scattering on the Large Plasma Device
我们已经开发了一个非集体汤姆逊散射诊断测量的电子密度和温度的大型等离子体装置。利用三光栅光谱仪和可调谐陷波器对微弱散射信号进行了检测。在本文中，我们描述了通过拉曼散射的诊断和校准，并提出了第一次测量与完全委托系统进行。取决于放电条件，测量的密度和温度的范围分别为4.0 $\times$ 10 $^{12}$ cm $^{-3}$至2.8 $\times$ 10 $^{13}$ cm $^{-3}$和1.2 eV至6.8 eV。讨论了测量误差随等离子体参数和放电平均值的变化规律。
2022-04-26 physics.plasm-ph
Plasma heating power dissipation in low temperature hydrogen plasmas
建立了电晕平衡下低温等离子体功率耗散的理论框架。该框架是基于基本守恒定律和反应截面，只有弱敏感等离子体参数，如电子温度和密度。将该理论应用于低温氢原子和分子实验室等离子体，计算了等离子体加热功率耗散到光子发射、电离和化学势的情况。计算的光子发射进行比较，最近的实验结果。
2015-10-08 physics.plasm-ph
Collective Thomson scattering in magnetized electron and positron pair plasma and the application to induced Compton scattering
本文研究了磁化电子-正电子对等离子体中X模式波的集体汤姆逊散射，发现其截面与非集体散射相当且受回旋频率平方抑制，并据此估算了诱导康普顿散射，探讨了对脉冲星和快速射电暴的启示。
2024-02-27 astro-ph.HE physics.plasm-ph
An Overview of Plasma Confinement in Toroidal Systems
本概述提出了一个教程介绍的理论，磁等离子体约束在环形约束系统，特别强调轴对称平衡几何形状，托卡马克。讨论涵盖了等离子体物理的三个重要方面：平衡、稳定性和输运。平衡部分将通过介绍理想磁流体力学，曲线坐标系，通量坐标，扩展到轴对称平衡，梯度-Shafranov方程（GSE），格林函数形式主义，以及GSE的分析和数值解。关于稳定性的部分将涉及非线性系统的李雅普诺夫稳定性、能量原理、模态分析和轴对称机器的简化等主题。最后一节将考虑环形系统中的输运。我们提出了描述经典和非经典输运现象的通量面平均方程组。将描述在小型高纵横比达马万德托卡马克上的应用。
2009-09-03 physics.plasm-ph
Ab initio calculation of H + He$^+$ charge transfer cross sections for plasma physics
用准分子方法研究了低能（0.25 ~ 150 eV/amu）H（$nl$）+ He $^+(1s)$碰撞中$n=2,3$和前两个$n=4$单重态的电荷转移.由绝热势能曲线和非绝热径向耦合矩阵元，采用2 × 2非绝热化方法，得到HeH $^+$分子离子的非绝热势能曲线，并采用含时波包方法计算态-态截面.我们发现电荷转移截面对初态或终态的主量子数和轨道量子数$n$和$l$有很强的依赖性。我们估计的非绝热旋转耦合，这被发现是重要的，即使在低于1 eV/amu的能量的效果。然而，在能量低于10 eV/amu时，对总截面的影响很小。我们观察到，计算电荷转移截面在$n$流形，它只需要包括状态与$n^{\prime}\leq n$，我们讨论了我们的方法的局限性，作为国家的数量增加。
2010-06-02 physics.atom-ph physics.plasm-ph quant-ph
Study of circular cross-section plasmas in HL-2A tokamak: MHD equilibrium, stability and operational \b{eta} limit
Southwestern Institute of Physics（西南物理研究院）；College of Nuclear Science and Engineering, East China University of Technology（华东理工大学核科学与工程学院）；School of Mathematics and Science, Chengdu University of Technology（成都理工大学理学院）
研究HL-2A环形截面托卡马克中等离子体的MHD平衡、稳定性及操作η限制，发现η与安全因子相关，且η最大值与归一化电流成正比。
2026-01-16 physics.data-an physics.plasm-ph
Neutral dissociation of methane by electron impact and a complete and consistent cross section set
我们目前的截面的中性解离甲烷，在很大程度上通过分析近似。利用这些横截面，可以扩展Song $\textit{et al.}$ [J. Phys.Chem.Ref.Data，$\textbf{44}$，023101，（2015）]的工作，这导致具有高达100 eV能量的电子与甲烷分子碰撞的完整且一致的一组截面。值得注意的是，所得到的截面集不需要任何数据拟合来产生与实验匹配的批量群参数。因此，一致性可以被认为是集合的固有特性，因为群参数专门用于截面的验证。甲烷的中性解离是必不可少的，包括（1）因为它是甲烷等离子体中至关重要的电子能量汇，以及（2）因为它在很大程度上有助于产生对等离子体化学过程至关重要的氢自由基。最后，我们比较了一个群体拟合的数据集与我们的氢物种的生产率。两个一致的截面组预测了不同的产生速率，对于H $_2$的产生，$45\%$（在$100$ Td）和$125\%$（在$50$ Td）存在差异，而H的产生趋势相似。通过这种比较，我们强调，用于确保电子群参数的一致性的群拟合过程可能会恶化化学生产率估计的准确性。这对于强调气体的等离子体化学活化的应用特别重要。
2022-03-01 physics.plasm-ph
Fluctuations driven isotropization of the quark-gluon plasma in heavy ion collisions
在初始条件系综平均下，导出了夸克胶子弱耦合系统的动力学输运方程。这些方程考虑了粒子涨落和经典胶子场的涨落因子。讨论了在超相对论重离子碰撞中，在物质演化的预热早期，场涨落引起的粒子动量各向同性。我们的结果有助于理解在什么条件下超相对论性重离子碰撞中夸克-胶子等离子体的各向同性可以在唯象观测的时间尺度内达到。
2008-07-02 hep-ph nucl-th physics.plasm-ph
Sensitivity of External Magnetic Field on the Change in Cross-section of a Toroidal Current
Institute for Plasma Research（等离子体研究所）；Homi Bhabha National Institute（霍米·巴巴国立学院）
本研究通过Aditya升级托卡马克等离子体测量磁场，验证了托卡马克几何形状中磁场对横截面积变化的敏感性和不变角的存在。
2026-01-27 physics.plasm-ph
Analytic regimes of tokamak plasma
本文提出了当Larmor半径$λ$和角$α$（决定局部坐标的方向）构成复变量$z=x_1+i x_2$的解析函数$w=λe^{iα}$（$x_1$和$x_2$是托卡马克截面的坐标）时，磁约束聚变等离子体的某些状态。众所周知，有效的核聚变需要传输障碍，这可能是由于纬向/极向流;这种流动的出现是由绝热额外守恒（在局部粗节中建立）所暗示的。建议的分析制度是基于全球扩展的额外的保护，运输障碍可能会蔓延到整个托卡马克等离子体。有趣的是，在这些制度，等离子体温度达到最大值往往不是在一个单一的位置（托卡马克截面），但在几个点分开的区域较低的温度。
2022-12-13 physics.flu-dyn physics.plasm-ph
Calculation of large-aspect-ratio tokamak and toroidally-averaged stellarator equilibria of high-beta reduced magnetohydrodynamics via simulated annealing
本文采用模拟退火松弛法计算了环形几何中的高β约化磁流体动力学（MHD）平衡。SA方法，基于人工动力学从MHD哈密顿结构，用于计算大纵横比和圆形截面托卡马克以及环形平均仿星器的平衡。托卡马克平衡，包括不可压缩的极向旋转和Shafranov移位被认为是增加近二次方的旋转速度。非旋转和poloidally旋转平衡之间的映射过程中示出的平衡移动旋转的二次依赖性解释。计算仿星器平衡被认为是同意合理与以前的结果。数值结果表明，第一次成功地应用SA方法获得环形平衡。
2018-05-01 physics.plasm-ph
Multiphase nonlinear electron plasma waves
本文提出了一种在描述等离子体振荡的热流体方程的一般不可积可积系统中构造多相激发的方法。它是基于非线性电子等离子体波的自共振激发锁相与小振幅啁啾频率有质动力驱动器。我们通过对流体方程进行完全非线性的数值模拟来演示这些多相波的激发。我们开发了一个简化的模型的基础上，弱非线性分析理论，应用惠瑟姆的平均拉格朗日程序。简化模型的预测结果与热流体模拟的结果吻合得很好。这种自共振激发的多相波形成相干准晶结构，其可以潜在地用作等离子体光子或加速器件。最后讨论了等离子体中非线性波自共振激发所需的激光参数。
2022-11-03 nlin.PS physics.optics physics.plasm-ph
Accurate momentum transfer cross section for the attractive Yukawa potential
给出了吸引Yukawa势的动量转移截面的精确表达式。这个简单的解析表达式与数值结果的一致性优于$\pm 2\%$内的复杂（尘埃）等离子体中的离子-粒子碰撞相关的制度。
2014-04-17 physics.plasm-ph
Stopping of ions in a plasma irradiated by an intense laser field
研究了强辐射场作用下重离子与电子等离子体的非弹性相互作用。假设$ω_{0} >ω_{p}$，其中$ω_{0}$是RF的频率，$ω_{p}$是等离子体频率，计算了与RF周期平均的测试离子的阻止功率。为了突出辐射场的影响，我们提出了一个比较我们的分析和数值计算结果得到的非零RF与那些消失的RF。它已被证明，射频可以大大降低慢离子的平均能量损失，而在高速增加它。此外，已经表明，当等离子体电子的入射速度超过离子速度时，由于RF而导致的抛射离子的加速预期在高速度下并且在RF的高强度极限下。
2011-11-13 physics.plasm-ph
Counting the electrons in a multiphoton ionization by elastic scattering of microwaves
激光诱导等离子体已经发现了许多应用，包括等离子体辅助燃烧，燃烧诊断，激光诱导击穿光谱，光探测和测距技术（LIDAR），微波制导，可重构等离子体天线等。多光子电离（MPI）是高能激光与物质相互作用的基本第一步，是重要的理解等离子体形成的机制。自50多年前MPI被发现以来，人们曾多次尝试通过直接实验来确定这一过程的基本物理常数，即MPI的光电离率和截面，但直到今天还没有可靠的数据，文献中流传的数值往往达到2-3个数量级。这是由于无法对MPI产生的等离子体电子数进行绝对测量，这导致了不确定性，有时，该领域不同研究人员使用的MPI横截面值之间存在矛盾。在这里，我们报告的第一个直接测量的绝对等离子体电子数产生的MPI的空气，随后，我们精确地确定电离率和截面的八光子电离的氧分子由800 nm的光子$σ_8=(3.32{\pm}0.3)*10^{-130} W^{-8}m^{16}s^{-1}$。方法是基于绝对测量的电子数创建MPI使用弹性散射的微波等离子体体积在瑞利政权，并建立了一个通用的方法来直接测量和制表的MPI过程中的各种气体和光子能量的基本常数。
2017-10-10 physics.plasm-ph
Characterization of uncertainties in electron-argon collision cross sections
本文提出一种基于贝叶斯框架的方法，通过半经验模型结合高斯过程表征氩气电子碰撞截面的不确定性，有效捕捉系统误差并经群体参数实验验证。
2024-10-11 physics.data-an physics.plasm-ph
Opacity of Shock-Heated Boron Plasmas
标准措施的不透明度，原子散射因子的虚部$f_2$和X射线质量衰减系数$μ/ρ$，在冲击加热硼，碳化硼和氮化硼等离子体进行评估。Hugoniot方程将激波后的温度$T$与激波前沿的压缩比$ρ/ρ_0$联系起来，与等离子体状态方程一起用来确定压力$p$、有效等离子体电荷$Z^\ast$和以$ρ/ρ_0$表示的K壳层占据。Hugoniot方程的解（在广义的费米子-费米理论的框架内确定）表明，当温度从20 eV增加到500 eV时，低Z离子的K壳层占据率从2迅速减少到0.1;在这个温度范围内，冲击压缩比接近4。平均原子模型（广义的量子力学版本的PIMAS-Fermi理论）被用来确定K壳层和连续波函数和光电离截面的X射线能量范围内的$ω=1$ eV至10 keV，其中的不透明度是由原子光电离过程占主导地位。对于一个未压缩的硼等离子体在$T=10$ eV，其中K壳层填充，平均原子截面，原子散射因子和质量衰减系数都显示出同意密切与以前（冷物质）的表格。对于冲击压缩等离子体，温度的依赖性的$μ/ρ$可以近似由相对K-壳层占有缩放以前列表的冷物质值，但是，有一个相对较小的剩余依赖性所产生的光电离截面。给出了9 keV X射线的衰减系数$μ$随B、C、B、$_4$ C和BN等离子体的Hugoniot方向$T$的变化关系。
2019-03-15 physics.plasm-ph
Ion heating in the PISCES-RF liquid-cooled high-power, steady-state, helicon plasma device
通常使用射频（RF）驱动的螺旋等离子体源，因为它们能够以相对中等的功率（典型的RF功率< 2 kW）产生高密度氩等离子体（n > 10^19/m^3）。典型的电子温度< 10 eV，典型的离子温度< 0.6 eV。一个新设计的螺旋天线组件（同心，双层，完全液体冷却的RF透明窗口）在稳定状态下运行的RF功率高达10千瓦。我们报告的氩等离子体密度，电子温度和离子温度对射频功率的依赖性。在10 kW功率下，用激光诱导荧光法测量了氩等离子体中离子温度> 2 eV，这与简单的体积平均0-D功率平衡模型一致。1-D蒙特卡罗模拟的中性密度分布在这些等离子体条件下显示出强烈的中性耗尽附近的核心和预测中性温度远高于室温。在这种高功率螺旋源中产生的等离子体（当采用轻离子时）非常适合于聚变偏滤器等离子体-材料相互作用研究和中性束的负离子产生。
2020-12-30 physics.plasm-ph
Thomson scattering in dense plasmas with density and temperature gradients
集体X射线汤姆逊散射已成为诊断稠密等离子体的通用工具。假设整个目标样品的密度和温度均匀，这些参数可以通过细致平衡直接从等离子体激元色散和等离子体激元振幅的比率确定。在非均匀介质中，散射信号是与密度和温度分布加权的密度和温度相关的散射截面的平均值。本文分析了自由电子激光辐射近固体密度氢靶产生的超紫外汤姆逊散射谱，通过比较密度和温度平均散射信号与假设均匀靶的计算结果，研究了等离子体不均匀性对散射谱的影响。我们发现平均电子密度和有效密度之间以及平均温度和有效温度之间的差异大于10%。
2009-03-03 physics.plasm-ph
Reexamination of collisional ionization cross sections including double photoionization processes
GoLP/Instituto de Plasmas e Fusão Nuclear, Universidade de Lisboa（里斯本大学等离子体与核聚变研究所）；Instituto de Fusión Nuclear, Universidad Politécnica de Madrid（马德里理工大学核聚变研究所）
通过引入非热电子动力学和shake-off过程，重新分析XFEL加热铝的实验数据，发现shake-off和降低的三体复合率能更好解释观测发射特征。
2026-07-02 physics.plasm-ph
Symmetric and asymmetric shocked gas jets for laser-plasma experiments
超音速流中的激波提供了高密度和急剧的密度梯度，例如，可用于激光等离子体加速器中的梯度注入。我们报告的参数研究的斜激波插入一个直的轴对称部分在超音速“拉瓦尔”喷嘴的末端。通过计算流体动力学（CFD）模拟研究了不同参数（如喉部直径和直段长度）的影响。冲击喷嘴的实验特性进行了比较，CFD模拟，发现是在良好的协议。然后，我们介绍了一种新设计的非对称冲击气体射流，其中直线部分只存在于喷嘴的一侧，从而提供了一个气体轮廓，可用于密度过渡注射。在这种情况下，全三维流体模拟和实验测量进行了比较，并显示出良好的协议。
2021-03-23 physics.flu-dyn physics.ins-det physics.plasm-ph
QED cross sections in strong magnetic fields
University of Helsinki（赫尔辛基大学）；University of Turku（图尔库大学）
本文研究强磁场中量子电动力学散射过程，采用新方法系统分析树级散射过程，为磁星等强磁场环境的等离子体动力学提供理论支持。
2026-03-26 astro-ph.HE hep-ph physics.plasm-ph
High-speed imaging of magnetized plasmas: when electron temperature matters
高速摄像机成像是探测等离子体非稳态过程时空特征的有力工具，通常假设光起伏是等离子体密度起伏的代理。在这篇文章中，我们系统地比较了高速摄像机成像与同时测量的等离子体参数-等离子体密度，电子温度，浮动电位-在一个适度磁化氩等离子体柱在低压（1 mTorr，磁场范围从160到640 G）。在$488\pm5$ ~nm、$750\pm5$ ~nm、$810\pm5$ ~nm附近过滤光发射。我们表明，光强度不能被解释为代理的等离子体密度和解释高速成像时，电子温度不能被忽略，无论是时间平均的配置文件和波动。研究了等离子体参数起伏的特征，重点研究了低磁场下的离子声波（频率约为70 kHz）和大磁场下的低频方位波（频率约为几kHz）。一个很好的匹配之间的高速图像的波动和阿罗修斯定律的功能形式，其中包括波动的等离子体密度和电子温度。这些结果解释了以前文献中报道的离子饱和电流和窄带成像测量之间的差异。
2021-12-21 physics.plasm-ph
The effect of shaping on turbulent dynamics in RFP simulations
研究了等离子体容器形状对反向场箍缩（RFP）动力学的影响。我们考虑的几何形状是具有椭圆形和圆形横截面的周期性圆柱体。对完全非线性粘阻磁流体动力学进行了数值模拟，以说明成形对等离子体动力学的影响。结果表明，独立的等离子体的形状，数量$β$，比较流体动力学压力的磁压力，减少的Lundquist数的值的增加，但压力梯度波动保持大致恒定，当相比的洛伦兹力。不同的椭圆形状的横截面的域导致不同的环形（或轴向）的磁和动力学模式的激励。此外，它被发现，在一个几何形状与圆形横截面的一个显着的本地极向角动量观察，缺乏在几何形状与椭圆形横截面。由于约束主要由等离子体运动确定，并且速度和磁场的动态通过几何形状的修改而修改，因此成形可以影响RFP装置的性能。
2021-11-16 physics.comp-ph physics.plasm-ph
Modeling of three-dimensional betatron oscillation and radiation reaction in plasma accelerators
β振荡是激光或束驱动等离子体尾场加速器中的一种常见现象。在传统的模型中，等离子体尾流对相对论电子提供线性聚焦力，电子在一个横向方向上振荡，电子振荡频率与电子的$1/\sqrtγ$成正比，其中$γ$是电子的洛伦兹因子。用数值方法得到了电子感应加速器时间尺度上的运动的长期方程，并与原始方程进行了比较。除了已经发现的辐射反应引起的纵向和横向阻尼外，我们还根据长期方程给出了纵向相位漂移、电子感应加速器相移和电子感应加速器极化变化等现象。这项工作对未来的等离子体高能加速器和对撞机具有重要的参考价值。
2022-11-01 physics.acc-ph physics.plasm-ph
Acceleration rate enhancement by negative plasma density gradient in multi-bunch driven plasma wakefield accelerator
本文提出在多束驱动的等离子体尾场加速器中引入负等离子体密度梯度，通过仅调节驱动束与波的相对相位并保持波相位稳定，从而在有限长度内提升被加速束的能量增益。
2024-11-14 physics.acc-ph physics.plasm-ph
