Electron Modulational Instability in the Strong Turbulent Regime for an Electron Beam Propagating in Background Plasma
我们使用模拟和分析理论研究集体过程的电子束通过背景等离子体传播。一个新的制度，朗缪尔波包的不稳定性可以增长本地远快于离子频率被清楚地确定。这种新制度的关键特征是电子调制不稳定性，快速创建本地朗缪尔波包，这反过来又产生本地电荷分离和强离子密度扰动，因为有质动力的作用，使束-等离子体波相互作用停止共振。三个演变阶段的过程和观察到的周期性突发功能进行了讨论。不同的物理制度，在等离子体和光束参数空间的第一次被证明。
2022-08-02 physics.plasm-ph physics.space-ph
On the stability of two-dimensional modulated electrostatic wavepackets in non-Maxwellian dusty plasma-application in Saturn's magnetosphere
出于本地化的静电波包的旅行者1号和2号和卡西尼号任务在土星的磁层的观测，我们研究了调制的静电波包在尘埃等离子体环境中的演变。众所周知的尘埃离子声学（DIA）模式被选择来探索多维结构的动力学，通过Davey-Stewartson（DS）模型，考虑到存在的高能（超热，卡帕分布）电子人口结合重（不动）灰尘的背景。研究了正负尘埃电荷DIA波包的调制稳定性剖面。得到了一组发生调制不稳定性的显式判据。在3D尘埃等离子体的波包调制特性示出不同，例如麦克斯韦等离子体在1D。较强的负尘埃浓度导致在$K$（扰动波数）域的不稳定窗口变窄，增长率受到抑制。与此相反，正尘埃浓度越高，不稳定增长率越大，不稳定窗口越大。简而言之，负尘埃似乎抑制不稳定性，而正尘埃似乎有利于振幅调制不稳定性机制。
2023-02-18 physics.plasm-ph
Modulational instability, rogue waves, and envelope solitons in opposite polarity dusty plasmas
从理论上研究了由惯性极性相反（正、负）的绝热带电尘埃粒子以及无惯性非广延$q$分布电子和非热离子组成的等离子体系统中的尘埃声波（DAWs）及其调制不稳定性（MI）。利用约化微扰法导出了非线性薛定谔方程。通过对NLS方程的分析发现，调制稳定的孤立波导致暗包络孤子的存在，而调制不稳定的孤立波导致亮包络孤子或流氓结构的存在.对于快波模式，观测到了DAW的基本特征（即DAW的稳定性、MI增长率、DA异常波的振幅和宽度等）。被相关的等离子体参数（即，尘埃质量、尘埃电荷状态、非扩展参数$q$和非热参数$α$）显著地修改。我们目前的调查结果可能是有用的理解不同的非线性静电现象在空间（即电离层和中间层）和实验室等离子体（即高强度激光照射和热阴极放电）。
2018-03-06 physics.plasm-ph
Modulational instability of dust-ion-acoustic waves and associated first and second-order rogue waves in super-thermal plasma
对含有无惯性$κ$分布电子、惯性暖正离子和负尘埃颗粒的三分量尘埃等离子体系统中尘埃离子声波（DIAWs）的调制不稳定性（MI）条件进行了理论研究.利用约化微扰方法导出了新的非线性薛定谔方程（NLSE）。所考虑的分析演示了两种类型的模式，即快速和慢速DIA模式。等离子体介质的色散和非线性性质，以及MI条件的DIAWs和配置的充满活力的流氓波（RW）与DIAWs在调制不稳定的制度，已被严格改变的等离子体参数，即，电荷，质量，温度和数密度的等离子体物种。我们的研究结果将有助于理解在两种天体物理环境中形成静电RWS的标准（即，木星的磁层，彗星的尾巴，地球的中间层，土星的环，等等。和实验室实验（即，Q机和库仑晶体）。
2021-03-11 physics.plasm-ph
Electrostatic dust-acoustic envelope solitons in an electron depleted plasma
利用约化微扰方法建立了标准非线性薛定谔方程，研究了由极性相反的尘埃颗粒和超热正离子组成的电子耗尽非磁化尘埃等离子体系统中静电尘埃声波的传播、调制不稳定性以及局域静电包络孤子的形成.相关的物理等离子体参数（即，正负尘埃粒子的电荷、质量、数密度、正离子的超热性等）对认识粉尘声波的稳定性条件具有重要意义。本文的研究有助于理解实验室和空间环境中与尘埃声波相关的尘埃声包络孤子的形成机制。
2020-08-24 physics.plasm-ph
Amplitude modulated drift wave packets in a nonuniform magnetoplasma
研究了在平衡密度、电子温度和磁场不均匀性的影响下，非均匀磁等离子体中低频、长波静电漂移波包的振幅调制。调制漂移波包的动力学由非线性薛定谔方程控制。后者用于研究Stoke波列对小纵向扰动的调制不稳定性。结果表明，当漂移波数位于$0< k < 1/\sqrt{2}$ $(1/\sqrt{2}<k<1)$时，漂移波包对调制是稳定的（不稳定的）。因此，调制后的漂移波包可以以明、暗包络孤子的形式传播，也可以作为漂移波子传播。
2012-06-18 physics.plasm-ph
Modulational instability of dust-ion-acoustic waves and associated envelope solitons in a non-thermal plasma
本文从理论上研究了尘埃-离子-声波（DIAWs）在非磁化的三组分尘埃等离子体介质中传播时的亮包络解和暗包络解的形成机制，该介质中含有惯性热正离子和负尘埃颗粒，以及无惯性的非热Cairns分布电子。利用约化微扰方法导出了一个非线性薛定谔方程（NLSE）.等离子体参数，即，研究了$γ_2$（正离子温度与电子温度之比乘以离子的电荷态）和$ν$（负尘埃颗粒电荷态与正离子的电荷态之比）对非线性最小二乘效应控制的DIAW调制不稳定性的影响。发现离子（电子）温度的增加降低（提高）了临界波数（$k_c$）。我们的理论工作可以用来解释在许多天体物理环境和实验室等离子体中存在的非线性静电结构。
2020-07-16 physics.plasm-ph
Electrostatic dust-acoustic rogue waves in an electron depleted dusty plasma
在理论上首次观测到了电子耗尽非磁化相反极性尘埃等离子体系统中巨尘埃声波Rouge波的形成。非线性薛定谔方程（通过利用约化微扰法导出）已被解析和数值分析，以确定基本特征（即，高度、厚度和调制不稳定性等）的DARW。研究结果有助于了解这些胭脂波的基本性质，并可预测在中间层、土星F环和彗星大气等电子耗尽的非磁化相反极性尘埃等离子体系统中可能形成胭脂波。
2019-09-26 physics.plasm-ph
Modulational instability of quantum electron-acoustic waves and associated envelope solitons in a degenerate quantum plasma
从理论上研究了简并量子等离子体（包含非相对论简并电子、超热电子或$κ$分布电子以及定态离子）中线性和非线性量子电声波的基本特征.采用摄动法导出了非线性薛定谔方程。得到了NLS方程的定态孤子解，并对定态孤子解进行了解析和数值分析，以确定QEA包络孤子的基本特征。已经发现，冷电子的简并性和交换/玻姆势的影响，以及热电子的超热性显着修改的线性和非线性QEA波的基本性质。观察到对于$k<k_c$，QEA波是调制不稳定的，其中$k_c$是QEA波数的最大（临界）值$k$，低于该值QEA波是调制不稳定的），对于$k<k_c$，NLS方程的解产生了亮包络孤子，发现它们在空间（$ξ$）和时间（$τ$）轴上都是局域的.随着谱指数$κ$的增大，QEA包络亮孤子的波数临界值减小（增大）。这些结果对理解强激光辐照金属产生的固体密度等离子体中的局域静电扰动、半导体器件、微电子学等都有重要意义。
2017-01-30 physics.plasm-ph
Effect of superthermality on nonlinear electrostatic modes in plasmas
本文研究了含κ分布（超热）电子的等离子体中电声孤波结构的非线性传播。不同类型的本地化结构被证明存在。调制不稳定性的发生进行了研究。
2011-08-14 astro-ph.SR nlin.PS physics.plasm-ph
Nonlinear theory of the modulational instability at the ion-ion hybrid frequency and collapse of ion-ion hybrid waves in two-ion plasmas
该研究针对双离子等离子体中垂直外磁场传播的二维非线性离子-离子混合波，推导含二次谐波贡献的静电势包络非线性方程，得到调制不稳定性增长率，预测了无二次谐波时的波坍缩现象，还发现计入二次谐波相互作用可形成稳定二维孤子。
2024-04-12 nlin.PS physics.plasm-ph
Translating oscillatory nonlinear structure in a plasma boundary
通过Madelung分解，构造了由Stenflo和Gradov导出的描述半无限等离子体中静电表面波的修正非线性Schrodinger方程的精确周期行波解.讨论了双稳定平衡点存在的条件。分析了一个守恒定律以及该模型所允许的调制不稳定性。
2009-12-18 physics.plasm-ph
Modulated dust-acoustic wave packets in a plasma with non-isothermal electrons and ions
研究了尘埃声波在非热（非麦克斯韦）离子和电子布居存在下的非线性自调制。通过采用多尺度技术，非线性薛定谔型方程（NLSE）的波动振幅推导。的非热性的影响，除了传播和调制方向之间的不稳定性，调制不稳定性发生的条件进行了讨论。不同类型的本地化的解决方案（包络激发）可能会发生的讨论，并跟踪其特性对物理参数的依赖。离子偏离麦克斯韦分布比单独的电子类似偏离更重要。两者都产生一个不稳定的影响（振幅）传播的DAWS在尘埃等离子体与负尘埃颗粒。相反的效果，即对振幅稳定的趋势，被发现的情况下，带正电的尘埃存在的等离子体。
2004-11-18 physics.plasm-ph
Modulated dust-acoustic wave packets in an opposite polarity dusty plasma system
本文从理论上研究了极性相反的尘埃等离子体系统（由非广延$q$分布的电子、等温离子和带正负电荷的热尘埃组成）中尘埃-声学亮、暗包络孤子的非线性传播。采用约化微扰法（适用于有限振幅的小振幅极限）导出了非线性薛定谔方程。已经观察到两种类型的模式（即，快和慢的灰尘声（DA）模式）。非广延电子、尘埃质量、不同等离子体种类的温度等的影响显著地改变了DA波不稳定区中调制不稳定性（MI）及其增长率的条件。（即磁暴磁层、中间层上部和彗星尾部）和实验室（例如直流和射频放电、等离子体处理反应器、聚变等离子体装置和固体燃料燃烧产物等）尘埃等离子体的简要讨论。
2018-01-23 physics.plasm-ph
Amplitude modulation of three-dimensional low frequency solitary waves in a magnetized dusty superthermal plasma
研究了在含有惯性正离子、超热电子和带负电的静止尘埃颗粒的无碰撞磁化等离子体中三维尘埃离子声波包的振幅调制。利用约化微扰技术，导出了一个三维非线性薛定谔（NLS）方程，该方程控制DIAW包的慢调制。后者被发现是稳定的低频$(ω<ω_c)$制度，而他们是不稳定的$ω>ω_c$，和调制不稳定性（MI）有关的调制的不稳定性$(θ)$。这里，$ω~(ω_c)$是无量纲波（离子回旋）频率。结果表明，超热参数$κ$、频率$ω_c$以及带电尘埃杂质$(0<μ<1)$使MI畴围绕$ω-θ$平面移动，其中$μ$是电子数密度与离子数密度之比.此外，它被发现，不稳定性的衰减率淬火的超热参数$κ$与截止在较低的波数调制（$K$），然而，它可以更高（低）与$μ$（$ω_c$）的值增加，具有截止在较高的值$K$。
2017-07-01 physics.plasm-ph
Vlasov-Poisson simulations of electrostatic parametric instability for localized Langmuir wave packets in the solar wind
最近在太阳风中的III型事件期间观测到的大振幅朗缪尔波形被解释为束驱动朗缪尔波的静电衰减的签名。这一机制被认为是解释太阳III型射电辐射产生的第一步。本文利用一维-一维Vlasov-Poisson数值模拟方法研究了典型太阳风条件下这种参数不稳定性的阈值。我们发现，所观察到的朗缪尔拍类波形的振幅是从全动力学模拟计算的有效阈值的顺序。相关的离子声密度波动的预期水平也被计算与观测进行比较。
2013-01-22 astro-ph.EP astro-ph.SR physics.plasm-ph
Stability of two-dimensional ion-acoustic wave packets in quantum plasmas
研究了二维量子离子声波在量子等离子体中的非线性传播。利用二维量子流体力学模型和多尺度方法，导出了一组新的控制二维QIAW包慢调制的耦合非线性偏微分方程。斜向调制不稳定性（MI），然后研究了相应的非线性薛定谔方程从耦合的非线性偏微分方程。结果表明，量子参数H（正比于$\hbar$），与玻姆势，移动MI域周围的$kθ$平面，其中$k$是载波数和$θ$是调制角。特别是，离子声波（IAW），以前已知的是稳定的平行调制下，在经典等离子体，被证明是不稳定的量子等离子体。MI的生长速率被发现是淬火的调制的粗糙度。沿$\mathbf{k}$的二维QIAW数据包的调制示出由一组Davey-Stewartson-like方程描述。后者可用于研究稠密等离子体中的二维波坍缩。预测的结果，这可能是重要的，以寻找稳定的波传播在实验室实验中，以及在致密的天体物理等离子体，从而推广了在经典和量子电子离子等离子体中的IAW传播的MI理论。
2009-12-22 physics.plasm-ph
Ion-acoustic rogue waves in a multi-component plasma medium
研究了四组分等离子体介质（FCPM）中离子声波（IA）的非线性传播，介质中含有惰性暖正离子、无惰性等温冷电子以及非广延（$q$分布）热电子和正电子。利用约化微扰方法导出了一个非线性薛定谔方程（NLSE），并观察到所考虑的FCPM同时支持调制稳定和不稳定的参量区，这两种参量区由NLSE的色散系数和非线性系数的符号决定.数值分析表明，随着$q$（$q>1$）的增加，增长率的最大值减小，调制不稳定的参量区允许产生高能IA流氓波（IARW），IARW的幅度和宽度随着热电子数密度的增加而增加，随着冷电子数密度的增加而减小.简要讨论了我们的研究在理解许多空间等离子体环境和实验室装置中非线性静电扰动的基本特征方面的应用。
2019-11-26 physics.plasm-ph
Theoretical and numerical studies of wave-packet propagation in tokamak plasmas
本文采用广义通量坐标，对波包传播进行了理论和数值研究，分析了托卡马克等离子体中静电涨落的时变二维模结构。该方法不直接求解二维波动方程，而是通过求解初始值问题来获得二维模式结构，跟踪源产生的波包的传播，重建时变场。作为应用，本文用二维WKB方法研究了托卡马克几何形状（伸长和三角形）对低杂波传播和吸收的影响。同时，采用模态结构分解（MSD）方法处理边界条件，将二维问题简化为两个嵌套的一维问题。MSD方法与Zonca和Chen [Phys.FluidsB5，3668（1993）]先前讨论的方法相关，并且简化为众所周知的“气球形式主义”[J. W. J.康纳河J. Hastie和J.B. Taylor，Phys. Rev. Lett. 40，396（1978）]，当应用空间尺度分离时。利用混合WKB-全波技术研究了时变二维静电ITG模结构。重建时变场图，由波包传播的时间渐近结构给出了二维本征模和相应的本征值。作为研究托卡马克等离子体中二维模式结构的一般方法，我们的方法也适用于具有一般源/汇项的电磁波，无论是通过内部/外部天线还是非线性波与带状结构的相互作用。
2011-11-20 physics.plasm-ph
Nonlinear Landau damping and modulation of electrostatic waves in a nonextensive electron-positron-pair plasma
在Tsallis的$q$ -非广延统计的背景下，利用Vlasov-Poisson方程组研究了无碰撞电子-正电子（EP）对等离子体中静电波包络振幅调制的非线性理论.特别地，修正和修改了EP等离子体中的朗缪尔振荡的先前线性理论[Phys. Rev. E { \bf 87}，053112（2013）]。应用多尺度技术（MST），证明了静电波包络的演化是由一个非线性薛定谔（NLS）方程控制的，该方程带有一个非定域非线性项$\propto {\cal{P}}\int|ϕ(ξ',τ)|^2dξ'ϕ/(ξ-ξ') $ [其中${\cal P}$表示柯西主值，$ϕ$表示小振幅静电（复）势，$ξ$和$τ$是MST中由于波粒共振而出现的拉伸坐标].研究发现，在超扩展子区$1/3<q\lesssim3/5$中存在一个超扩展子区$(q<1)$，在该子区中，载波频率可以随着群速度的变化而发生翻转。研究了非局部非线性项和非广延参数$q$对波包调制不稳定性和NLS方程孤立波解的影响。研究发现，由于NLS方程的非局域非线性，调制后的波包总是不稳定的（非线性朗道阻尼）。此外，非线性朗道阻尼的作用是减慢波包络的振幅，并且相应的衰减速率可以更快的对等离子体中的超热粒子的数量越大。
2015-12-05 physics.plasm-ph
Stability and evolution of wave packets in strongly coupled degenerate plasmas
研究了强耦合离子与相对论简并电子碰撞等离子体中静电波包的非线性传播。离子的平衡由与它们的强耦合相关的有效温度维持，而电子的平衡由相对论简并压力提供。利用多尺度技术，从广义粘弹性流体动力学模型出发，导出了一个（3+1）维耦合的具有非局部非线性的非线性类薛定谔方程组.利用这些控制波包动力学的耦合方程，研究了Stoke波列对小平面波扰动的斜调制不稳定性。我们发现，波包，虽然稳定的平行调制，倾斜调制变得不稳定。与长波长载波模相反，短波长的波包在弱相对论情况下是稳定的，而在超相对论极限下它们可以是稳定的或不稳定的。对耦合方程组的数值模拟表明，在（2+1）维空间中存在一个振幅的定态解，并形成一个局域结构。然而，在（3+1）维演化中，高斯光束在相互作用后自聚焦，并在有限时间内爆炸。然而，后者是逮捕时，分散占主导地位的非线性。当库仑耦合强度较高或调制的选择不同时，或激发波长不同时，会发生这种情况。讨论了我们的结果在白矮星内部和外地幔中的可能应用。
2012-02-10 physics.plasm-ph
Lagrangean formulation of ion- and dust-ion-acoustic waves
本文采用一般的无碰撞流体模型研究了非磁化尘埃等离子体中离子声模的传播。欧拉-拉格朗日变量变换导致一个新的演化方程系统，它可以被组合成一个单一的（相当复杂的）方程的平均离子密度。线性和弱非线性振荡制度进行了研究，并研究其调制稳定性。这项研究扩展了已知的电子或离子声静电等离子体模式的拉格朗日描述以前的结果。与尘埃离子声波在尘埃等离子体中传播的描述的相关性也进行了讨论。
2004-10-14 physics.plasm-ph
Nonlinear Landau damping of wave envelopes in a quantum plasma
本文重新讨论了量子电子-正电子对等离子体中静电波包的朗道阻尼非线性理论。从耦合到Poisson方程的Wigner-Moyal方程出发，应用多尺度技术，导出了控制静电场演化的非线性薛定谔（NLS）方程.结果表明，NLS方程的系数，包括非局部非线性项，这是由于共振粒子具有群速度的WEs，显着修改的粒子色散。量子参数$H$（等离子体激元能量的热能密度的比率），与粒子的色散，载波的朗道阻尼率的影响，以及调制不稳定性的WEs。结果表明，朗道阻尼率和孤波振幅衰减率与经典值$(H=0)$相比有很大的减小。
2016-10-24 physics.plasm-ph
Lagrangean description of nonlinear dust--ion acoustic waves in dusty plasmas
本文提出了一个描述由电子、离子和惯性尘埃颗粒组成的非磁化、无碰撞三组分等离子体中非线性尘埃离子声波传播的解析模型。该制剂依赖于拉格朗日方法的等离子体流体模型。研究了振幅的调制稳定性。不同类型的本地化信封静电激励存在。
2004-03-22 physics.plasm-ph physics.space-ph
Strong Electromagnetic Waves Propagation in an Electron-Positron-Ion Plasma
本文主要研究了三分量非磁化等离子体中电子-正电子-离子对强短电磁波包驱动的静电尾场的影响。描述驱动静电尾场的方程以非线性微分方程组的形式给出。该系统的解决方案进行了数值计算和结果显示图形。
2002-07-11 physics.plasm-ph
Electrostatic wave interaction via asymmetric vector solitons as precursor to rogue wave formation in non-Maxwellian plasmas
通过多尺度微扰法推导出非麦克斯韦等离子体中的不对称耦合非线性薛定谔方程，揭示了调制不稳定性作为亮型包络激发和 freak waves 形成前兆的作用。
2024-03-21 nlin.PS physics.plasm-ph
Modulation of drift-wave envelopes in a nonuniform quantum magnetoplasma
研究了由冷离子和简并电子组成的非均匀量子磁等离子体中低频、长波静电漂移波包络的振幅调制。考虑了与非相对论简并电子的量子玻姆势和费米压力相关的隧穿效应，以及平衡密度和磁场不均匀性。从一组量子磁流体动力学（QMHD）方程出发，导出了一个控制调制量子漂移波包动力学的非线性薛定谔方程（NLSE）。用非线性方程组研究了Stoke波列对平面波小扰动的调制不稳定性。结果表明，量子隧穿效应和非均匀性尺度长度对漂移波包的MI起着决定性的作用。因此，后者可以在简并稠密磁等离子体中以明、暗包络孤子或漂移波孤子的形式传播。
2014-04-04 physics.plasm-ph
Upper-hybrid wave driven Alfvenic turbulence in magnetized dusty plasmas
本文研究了带电尘埃等离子体中静电上混杂波和阿尔芬波的非线性耦合动力学。数值求解了一对描述UH波包络（包括相对论电子质量增加）与密度以及与AWs相关的压缩磁场扰动相互作用的非线性方程组，表明由于不稳定UH波的调制不稳定性，许多相干孤立波图案可以被激发和饱和。这些孤立模式的演化也显示出时空相干，时间以及时空混沌的状态，由于碰撞和融合的模式在随机运动。此外，这些时空特征表现出的小波功率谱分析。结果表明，尘埃磁等离子体中波能的重新分配发生在高次谐波模上，而高次谐波模又导致了阿尔文湍流的产生。这种情况可能发生在土星磁层附近，因为卡西尼号航天器在那里观察到许多静电孤立结构。
2011-02-14 physics.plasm-ph
Rossby rogons in atmosphere and in the solar photosphere
基于相干Rossby波包的调制不稳定性，证明了Rossby反常波的产生以及Rossby包络亮孤子和暗孤子的激发.振幅调制Rossby波包的演化过程由一维非线性薛定谔方程（NLSE）控制。后者被用来研究Rossby波包的振幅调制的流体在地球大气层和太阳光球。当载波Rossby波数满足$k^2 < 1/2$或$\sqrt{2}+1<k^2<3$（$k^2 >3$或$1/2<k^2<\sqrt{2}+1$）时，振幅调制的Rossby波包在准定常长波长（相对于Rossby波长）扰动下变得稳定（不稳定）.研究还表明，在浅水近似下，太阳光球层中的Rossby波可以激发出Rossby包络孤子或Rossby包络亮孤子。然而，在电离层$E-$层中的磁化等离子体可能激发小尺度或大尺度扰动。
2012-11-18 astro-ph.SR physics.plasm-ph
Envelope solitons in double pair plasmas
考虑了一个含有冷的惯性正、负离子和无惯性的超热电子、正电子的双对等离子体系统。利用约化微扰法导出了标准非线性薛定谔方程，研究了离子声波的非线性动力学及其调制不稳定性。观察到调制稳定（不稳定）等离子体区形成离子声暗（明）包络孤子，高密度超热电子和正电子的存在增强（减小）了这一不稳定（稳定）区.研究还发现，电子或正电子组分的超热效应使非线性增强，加速了包络亮孤子的形成。这些结果是适用于空间和实验室等离子体系统的局部静电扰动的传播理解。
2019-04-14 physics.plasm-ph
Dust-acoustic rogue waves in non-thermal plasmas
研究了尘埃声波（DAWs）及其伴随的DA流氓波（DARWs）在四组分等离子体介质中的非线性传播，该介质中含有带负电荷的惯性尘埃颗粒、无惯性的非热分布电子以及等温正电子和离子，并服从非线性薛定谔方程.数值研究了等离子体参数对调制稳定和不稳定DAW参量区的影响。此外，还研究了离子电子温度比、离子正电子温度比、离子数密度和尘埃粒子数密度对DARW的影响。结果表明，物理参数在DARW的形成过程中起着非常关键的作用。这些结果对理解空间和实验室条件下尘埃等离子体中的静电激发有一定的参考价值。
2019-11-27 physics.plasm-ph
Modulation and nonlinear evolution of multi-dimensional Langmuir wave envelopes in a relativistic plasma
研究了具有弱相对论电子流的非磁化无碰撞等离子体中的调制不稳定性和弱非线性二维朗缪尔波包的演化。利用二维自洽相对论流体模型，采用标准多尺度技术，导出了一组描述相对论等离子体中慢调制和LW包演化的Davey-Stewartson（DS）型耦合方程.结果表明，相对论效应有利于LW包络在kθ平面内的不稳定性，其中k为波数，θ为调制角。随着电子热速度或θ的增加，MI的增长率随着调制波数的增加而增加。在类DS方程的非线性演化过程中，我们发现，在相对论性流的作用下，高斯光束在有限时间内发生坍缩，而当热压或相对论性流的作用稍微减弱时，坍缩可以被阻止.这些结果对研究具有相对论电子流的宇宙等离子体中的MI和局域LW包层的形成有一定的参考价值。
2016-10-10 physics.plasm-ph
Nonlinear wave interactions in quantum magnetoplasmas
考虑了量子磁等离子体中静电上杂化波、离子回旋波、下杂化波和阿尔芬波的非线性相互作用。为此，量子流体动力学方程用于推导非线性耦合UH，IC，LH和阿尔芬波的控制方程。然后对方程进行傅立叶分析，得到非线性色散关系，该关系承认量子尺度下UH波的衰减和调制不稳定性。给出了不稳定性的增长率。它们可以在我们的工作在实验室和天体物理环境中的诊断应用中发挥作用。
2006-10-31 astro-ph physics.plasm-ph
Laboratory measurements of electrostatic solitary structures generated by electron beam injection
在实验室等离子体中，通过注入平行于磁场的超热电子束产生静电孤立结构。具有小于德拜长度（$λ_{De}$）的尖端的电微探针使得能够测量半宽度为4至25 $λ_{De}$且速度为背景电子热速度的1至3倍的正电势脉冲。也观察到类似的速度和尺度的非线性波包，这表明这两个下降从相同的模式，这是一致的静电哨声模式，并导致从不稳定可能是由场向电流驱动。
2010-09-23 physics.plasm-ph physics.space-ph
The various manifestations of collisionless dissipation in wave propagation
静电波包在无碰撞的麦克斯韦等离子体中的传播总是耗散的，因为波对电子的加速是不可逆的。然后，在线性区域中，波包是朗道阻尼的，使得在以群速度运动的参考系中，波幅随时间呈指数衰减。在非线性状态下，一旦发生相位混合，当电子运动接近绝热时，阻尼率与朗道阻尼率相比大大降低，因此波的振幅沿特性保持几乎恒定。然而，我们在这里表明，电子仍然是全球加速的波包，并在一维，这导致了一个非本地振幅依赖的群速度。结果，自由传播的波包会缩小，因此其总能量也会缩小。在不止一维的情况下，不仅群速度的大小是非线性变化的，而且其方向也是非线性变化的。在弱非线性状态下，当无碰撞阻尼率与其线性值相比仍然显著时，这导致我们量化的有效散焦效应，并且我们将其与波前弯曲引起的自聚焦进行比较。
2011-12-01 physics.plasm-ph
Vlasov simulations of Langmuir Electrostatic Decay and consequences for Type III observations
静电衰减使得能量从有限振幅的朗缪尔波转移到后向散射的子朗缪尔波和离子声密度波动。这种机制被认为是产生III型太阳射电辐射的第一步，其频率是等离子体频率的两倍。在Te = Tp的情况下，考虑Langmuir局域波包，通过Vlasov-Poisson模拟研究了静电衰减.模拟结果被认为是在良好的协议与最近报道的观测从立体声任务的静电衰减的光束驱动的朗缪尔波在III型突发。
2013-01-14 astro-ph.EP astro-ph.SR physics.plasm-ph
On kinetic description of electromagnetic processes in a quantum plasma
在Hartree平均场近似下，得到了考虑粒子电磁相互作用的非相对论量子等离子体的非线性动力学方程。它是一个方便的形式与“量子干涉积分”的弗拉索夫-玻尔兹曼型方程，允许现有的经典弗拉索夫代码相对简单的修改，以纳入量子效应（量子统计和量子干涉重叠粒子波函数），而不改变代码的大部分。现有Vlasov代码的这种修改（升级）可以为量子等离子体中的非线性静电和电磁现象的数值模拟提供直接和有效的途径，特别是动力学效应很重要的过程（例如，调制相互作用和受激散射现象，涉及短波长的等离子体模式或高阶动力学模式，量子等离子体中电荷的动力学屏蔽和相互作用等。此外，涉及这种修改的弗拉索夫码的数值方法将为量子等离子体的理论分析提供有用的基础，因为量子和经典效应可以很容易地分离。
2011-10-14 physics.plasm-ph
Coupled Nonlinear Schrödinger (CNLS) Equations for two interacting electrostatic wavepackets in a non-Maxwellian fluid plasma model
本文从第一性原理出发，利用多尺度微扰法将非麦克斯韦等离子体模型化简为非对称耦合非线性薛定谔方程，研究了两个共传播静电波包的调制不稳定性，发现双波相互作用及低κ值会显著增强不稳定性。
2024-03-26 nlin.PS 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
Physical Regimes of Electrostatic Wave-Wave nonlinear interactions generated by an Electron Beam Propagating in a Background Plasma
电子束与等离子体相互作用一直是人们感兴趣的课题。尽管准线性（QL）理论和弱湍流（WT）理论取得了成功，但它们的有效性受到足够密集的模式谱和小波幅的要求的限制。在本文中，我们广泛地研究了从电子阴极发射的单能电子束通过冷等离子体传播的集体过程，通过执行大量的高分辨率的二维（2D）粒子在细胞（PIC）模拟和使用解析理论。我们证实，双流不稳定性的初始阶段是饱和的，由于众所周知的陷波机制。由于强烈的波-波非线性过程，发生进一步的演化。我们表明，在等离子体和束参数的参数空间中，束-等离子体相互作用可以分为四个不同的物理制度。详细分析了不同制度之间的差异。这是第一次，我们确定了一个新的制度，在强朗缪尔湍流的特点，我们称之为电子调制不稳定性（EMI），可以创建一个本地朗缪尔波包增长速度比离子等离子体频率。离子在初始生长阶段没有时间响应EMI。在较长的时间尺度上，有质动力的作用产生非常强的离子密度扰动，最终由于强的离子密度扰动，束-等离子体波相互作用停止共振。因此，在该EMI机制中，电子束-等离子体相互作用以周期性（间歇性）过程发生。束被波强烈散射，并且朗缪尔波谱显著加宽，这反过来又引起体电子的强烈加热。在强湍流区，观测到了相应的kappa分布和波能谱E^2（k）~k^（-5）。
2022-08-03 physics.plasm-ph physics.space-ph
Weakly nonlinear vertical dust grain oscillations in dusty plasma crystals in the presence of a magnetic field
本文讨论了尘埃（复杂）等离子体晶体中横向顺磁尘埃粒子振荡的弱非线性机制。的非线性，这是有关的鞘电/磁场（S）和晶粒间（静电/磁偶极子）的相互作用，示出导致相位谐波的产生，并在传播的横向尘埃晶格模式的情况下，由于自相互作用的载波的调制不稳定性。稳定性分布明确地依赖于等离子体鞘层中的电场和磁场的形式。由非线性薛定谔方程（NLSE）描述的调制波包的长期演化可能导致传播局域包络结构，给出并讨论了其精确形式.对实验研究提出了明确的建议。
2004-04-20 physics.atm-clus physics.plasm-ph
Triggered ion acoustic waves in the solar wind
从2021年1月18日开始的12个多小时里，帕克太阳探测器在20个太阳半径附近观测到了连续的窄带静电辐射。所观察到的<1000 Hz频率远低于局部离子等离子体频率。令人惊讶的是，发射包括静电波包与冲击状信封，出现重复在~1.5赫兹的速率。这种重复性与低频电磁波动相关并同相。发射与同时观察到的离子束和有利于离子声波激发的条件，即Te/Ti~5。根据这一信息和它们的速度估计约为100公里/秒，这些静电辐射被解释为离子声波。他们的观测结果表明了一种新的不稳定状态和斜离子声波的演化，这在以前的理论或实验中都没有报道过。
2021-08-17 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
Relativistic multistage resonant and trailing-field acceleration induced by large-amplitude Alfvén waves in a strong magnetic field
Kyushu University（九州大学）；International Research Center for Space and Planetary Environmental Science (i-SPES), Kyushu University（九州大学空间与行星环境科学研究国际中心）；Osaka University（大阪大学）；National Central University（中央大学）
提出由强磁场中大振幅 Alfvén 波驱动的多级粒子加速机制，通过 CWRA、GRSA 和 SWRA 联合作用产生高能相对论性电子，为天体物理环境中高能宇宙射线的产生提供见解。
2025-11-04 astro-ph.HE physics.plasm-ph
Plasma wakefields driven by intense, broadband, incoherent electromagnetic radiation
等离子体中的非线性波驱动过程通常由耦合到其他单色波的单色泵浦波或耦合到其他随机相位波的随机相位波来描述。另一种方法涉及非相干、随机或宽带泵浦耦合到等离子体中的单色和/或相干结构。这种方法可以通过波浪动力学模型来实现。在这个模型中，输入的泵浦波被描述为一束（对于相干波）或一片（对于随机相位波）准粒子。一个粒子在细胞类型的代码已被开发来执行这种相互作用的数值模拟，使用准粒子的方法。该代码允许一个比较容易的描述随机相位和相干泵浦脉冲耦合到慢静电等离子体波，同时提供了一个扩展范围的强大的诊断，导致更深层次的物理洞察到的动态的快波。作为一个例子，短，强激光脉冲通过等离子体的传播进行了模拟。这种情况下可以研究的现象包括调制不稳定性，光子波破碎和湍流，以及脉冲压缩，拉伸和啁啾。数值实现的可扩展性，其他类型的快波-慢波相互作用进行了讨论。
2014-02-26 physics.plasm-ph
Dust Acoustic Rogue Waves in a Cometary Environment with kappa Distributed Electrons and Protons
本文构建含正负尘埃及 κ 分布电子、质子的彗星等离子体模型，通过 NLSE 分析 DARW 的调制稳定性，并揭示尘埃电荷、数密度及质子数密度对怪波振幅的定量影响。
2024-10-27 physics.plasm-ph physics.space-ph
Particle simulation of lower hybrid waves in tokamak plasmas
全球粒子模拟的低混合波已经进行了使用完全动力学离子和漂移动力学电子与现实的电子-离子质量比。低混合波频率，模式结构，和电子朗道阻尼静电模拟同意非常好的解析理论。线性模拟的低杂波包在环形几何形状的传播表明，波传播速度比低场侧的高场侧，在协议的射线追踪计算。还进行了低杂波频散关系的电磁基准测试。在环形结构中观察到电磁模式转换，慢波在等离子体边界处发射，在模式转换层处转换为快波，这与线性理论一致。
2014-09-25 physics.plasm-ph
Localized whistlers in magnetized spin quantum plasmas
研究了在具有内禀自旋的均匀量子等离子体中电磁电子回旋波（哨声）沿外磁场的非线性传播，以及静电小振幅离子声密度扰动对哨声的调制.考虑了与玻姆势相关的量子力的影响以及经典和自旋诱导有质动力（分别为CPF和SPF）的综合影响。后者以自洽的方式修改局部等离子体密度。波传播的耦合模式被证明是由一组修改的非线性薛定谔-Boussinesq方程，承认在固定的本地化信封的形式的精确解。数值模拟揭示了强磁化高密度等离子体中局域哨声自洽产生的大尺度密度涨落的存在。得到了调制不稳定性的条件和调制不稳定性增长率的值。我们的结果的可能应用，例如，讨论了强磁化密度等离子体和下一代激光-固体密度等离子体相互作用实验中的问题。
2010-10-23 physics.plasm-ph quant-ph
Ultrarelativistic regime in the propagation of an ultrastrong, femtosecond laser pulse in plasmas
在完全相对论性电子抖动速度和激光尾场加速方案的范围内，用解析和数值方法研究了多拍瓦、饼形激光脉冲与非磁化等离子体的相互作用。该研究适用于目前可用的规格，或计划在不久的将来，在弗拉斯卡蒂的Ti：Sa弗拉斯卡蒂激光加速和多学科实验（火焰）。新的非线性方程推导出一个三时标的描述，与一个中间的时间尺度与激光波的非线性相位。他们描述了一个平等的立足点，强和中等的激光强度制度，有关的核心和边缘的脉冲。这些具有根本不同的色散特性，因为在核心中，电子几乎完全被非常强的有质动力驱逐，并且电磁波包嵌入真空通道中并且具有（几乎）线性特性，而在脉冲边缘处，激光幅度较小并且波是色散的。非线性相位提供了一个过渡到一个非色散电磁波在大强度和饱和的先前已知的非局部立方非线性，而不违反所施加的标度律。激光脉冲的时间演化研究的模型方程的数值解在一个二维的几何形状，目前使用的光斑直径的自注入测试实验（SITE）与火焰。发现最稳定的初始脉冲长度为约1 $μ$ m，这比目前可用的短几倍。观察到的激光脉冲的拉伸，其次是真空通道和一个非常大的静电尾流电位的发展，以及弯曲的激光波阵面。
2014-07-30 physics.plasm-ph
Study of Breather Structures in the Framework of Gardner Equation in Electron-Positron-Ion Plasmas
本研究针对电子-正电子-离子四组分等离子体系统，用约化摄动法推导Gardner方程，通过广田双线性方法得到其多孤子与呼吸子结构，结合数值模拟验证解的存在性，可应用于多领域非线性波研究及等离子体静电扰动分析。
2024-07-09 math-ph math.MP nlin.PS
