Solitary waves and double layers in an adiabatic multi-component space plasma
研究了由超热电子、玻尔兹曼分布轻离子和绝热正电荷惯性重离子组成的非磁化无碰撞多组分等离子体系统中小振幅重离子声(HIA)孤波和双电层的形成和传播.采用约化摄动法导出了修正的Korteweg-de Vries(mK-dV)方程和标准Gardner(SG)方程。研究了mK-dV方程和SG方程的孤立波解以及SG方程的双层解,分析了它们的高阶非线性。结果表明,在所考虑的等离子体系统中存在正势和负势的Gardner孤子,但只存在正势的mK-dV孤子。此外,研究还表明,重离子绝热效应和电子超热效应对HIA mK-dV和Gardner孤子和DL的基本性质(极性、振幅、宽度和相速)的影响是不可比拟的.本研究结果的空间等离子体的系统,以及研究人员感兴趣的系统的相关性被指定。
2017-07-18 physics.plasm-ph
Evolution of ion acoustic solitary waves in pulsar wind
研究了脉冲星风中离子声孤立波的演化。脉冲星风是考虑一个弱相对论性非磁化无碰撞等离子体组成的相对论性离子和超热电子和正电子。通过流体模拟,我们证明了极风等离子体中产生的局域离子密度扰动可以演化出相对论IASW脉冲。研究发现,正电子浓度、相对论因子、电子的超热性以及正电子对IASW脉冲的动力学演化有重要影响。我们的研究结果可能有助于理解IASW脉冲的演化及其在天体物理等离子体中的作用,特别是在相对论脉冲星风与超新星外流中,这是负责产生超热粒子和相对论离子。
2023-02-18 physics.comp-ph physics.plasm-ph physics.space-ph
Limits of applicability of the quasilinear approximation to the electrostatic wave-plasma interaction
分析了准线性理论(QLT)描述电子和离子在速度空间中与大振幅静电朗缪尔谱(上下混合波)相互作用时扩散的局限性。我们分析和数值估计的阈值以上的波的振幅QLT打破,使用测试粒子代码。的速度分布,速度-空间扩散系数,驱动电流,和加热的粒子的演变进行了研究,与小振幅和大振幅的静电波的相互作用,即在这两个制度,有QLT是有效的,有它清楚地打破。
2016-10-26 astro-ph.SR physics.plasm-ph
Interaction of ion-acoustic solitons with electron beam in warm plasmas with superthermal electrons
利用流体动力学方程和泊松方程耦合,研究了由绝热离子和超热(Kappa分布)电子组成的热等离子体中的离子声孤立波(IASW)的传播。在线性极限下,通过对基本方程进行线性化,得到了离子声波的色散关系。另一方面,在非线性分析中,为了研究任意振幅的IA孤子,推导了一个包含Sagdeev赝势的能量平衡方程。确定了马赫数范围,并对该范围内的IA孤子的传输和特性进行了参数化和数值分析。研究了由于超热效应(via)引起的静电(ES)激发的幅度和宽度的变化以及物理参数(离子温度、孤子速度、电子束密度和电子束速度)的变化。证实了等离子体中IASW与电子束之间存在典型的相互作用。同时还发现,在等离子体中,既有负极性(稀疏孤子)又有正极性(压缩孤子)的ES孤子可以共存。此外,小,但有限的振幅限制的IASW的调查,它表明,这一限制仅限于负电位脉冲。
2012-04-17 physics.plasm-ph
Geometrical description of non-linear electrostatic oscillations in relativistic thermal plasmas
我们开发了一种方法,用于调查1粒子分布的形状和非线性静电振荡在无碰撞等离子体中,结合横向热运动之间的关系。一个一般的表达式,找到最大的可持续电场,并评估一个特定的高度各向异性分布。
2008-07-30 physics.plasm-ph
Self-consistent generation of the ambipolar electric field in collisionless plasmas via multi-mode electrostatics
本文提出一种基于多模傅里叶展开的自洽方法,在重力分层的无碰撞等离子体中生成双极电场并恢复电荷中性,为模拟更真实的恒星大气奠定基础。
2025-09-03 astro-ph.SR physics.plasm-ph
Linear Properties of Electrostatic Wave in Two-Component Fermi Plasma
我们研究了双组分费米等离子体。两种成分是电子和离子。利用量子流体动力学模型(QHD)研究了静电波的线性性质。从系统的动力学控制方程出发,导出了系统的线性色散关系。我们研究了线性色散关系对系统各参数的依赖性。
2021-01-02 physics.plasm-ph
Response to Comment on `Undamped electrostatic plasma waves' [Phys. Plasmas 19, 092103 (2012)]
数值和实验的证据给出了发生的平台状态和伴随的角落模式中提出的\cite{valentini12}。有人认为,这些国家提供了一个更好的描述现实的小幅度离色散扰动比传统的伯恩斯坦-格林-克鲁斯卡尔或椭圆余弦形的国家,如那些提出的\cite{comment}
2013-02-06 physics.plasm-ph
Electrostatic solitary waves in an electron-positron pair plasma with suprathermal electrons
研究了由绝热冷电子、移动冷正电子(或电子空穴)、热超热电子(由$κ$分布描述)和静止离子组成的无碰撞正负电子对等离子体中静电孤波的非线性传播.导出的静电波的线性色散关系表明,在适当的参数范围内,正电子的物理条件对相速度的依赖性很弱。Sagdeev的赝势方法被用来获得静电孤波结构的存在,重点是它们的特性如何依赖于正电子和超热电子的物理条件。发现在不同的马赫数范围内都存在正、负极性静电孤波。由于正电子只占总数密度的一小部分,它们对存在域的影响很小。然而,在固定的孤子速度下,正电子可以显著地改变波势。结果表明,在真实马赫数一定的情况下,增大电子超热性(降低$κ$),可以大大提高正电势。研究发现,在成对等离子体中,当存在超热电子时,一部分正电子维持正极性静电孤波的产生。
2017-10-26 astro-ph.HE astro-ph.SR physics.plasm-ph
Ponderomotive force driven mechanism for electrostatic wave excitation and energy absorption of Electromagnetic waves in overdense magnetized plasma
激光电磁脉冲在等离子体中激发静电波是一个重要的研究课题,它提供了一种将激光电磁场的能量传输到等离子体介质中的方法。本文提出了一种全新的有质动力压力驱动的有限激光脉冲在过密磁化等离子体中激发静电波的机制。采用EPOCH-4.17.10程序框架,利用粒子模拟方法研究了有限长激光脉冲与磁化过密等离子体介质的相互作用。外部磁场被选择为平行于激光传播方向对准。在这种几何结构中,电磁波在等离子体中的传播被识别为哨声或R波和L波。这些波的群速度不同,R和L脉冲的清晰空间分离是可见的。此外,还观察到与在等离子体内部传播的EM脉冲相关联的静电扰动的激发。这些静电扰动是重要的,因为它们将激光能量耦合到等离子体介质。静电振荡的激发在这里通过由两种等离子体物质感受到的(电磁脉冲的)有质动力之间的差异产生的电荷分离的全新机制来理解,即,磁化等离子体中的电子和离子。
2021-05-25 physics.plasm-ph
Very High Mach Number Electrostatic Shocks in Collisionless Plasmas
本文提出了不同温度和密度的等离子体板碰撞产生无碰撞静电冲击的动力学理论。理论结果得到了自洽粒子模拟的证实,揭示了高马赫数($M \gg 10$)静电激波的形成和稳定传播,远高于静电激波经典理论的预测。
2005-12-23 astro-ph physics.plasm-ph
Momentum-Exchange Current Drive by Electrostatic Waves in an Unmagnetized Collisionless Plasma
本文研究了无磁化无碰撞等离子体中多物种与静电波相互作用通过动量交换驱动电流的机制,推导了通用公式,并以 Langmuir 波和离子声波为例进行了说明。
2020-04-21 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
Dispersion properties of electrostatic oscillations in quantum plasmas
推导了零温量子等离子体中静电振荡的色散关系。在后者中,简并电子由Wigner方程控制,而非简并离子遵循经典流体方程。泊松方程决定了静电波势。我们考虑的参数范围从半导体等离子体金属等离子体和电子密度的压缩物质,如在激光压缩方案和致密的天体物理对象。在稠密等离子体中,由于Heisenberg不确定原理引起的电子波函数重叠而引起的波衍射,使得在足够大的波数下,高频电子等离子体振荡(EPOs)存在朗道阻尼的可能性。EPOs的精确色散关系的数值求解和比较,通过使用近似公式的电子在高和低频率的情况下的磁化率。
2009-11-24 physics.plasm-ph
Electrostatic gyrokinetic simulation of global tokamak boundary plasma and the generation of nonlinear intermittent turbulence
边界等离子体物理在托卡马克约束中起着重要的作用,但由于磁分界线和开放磁场几何中尺度不可分的非定域多物理,使得回旋动力学程序难以模拟。中性粒子也是边界等离子体物理的重要组成部分。本文报道了用惰性静电回旋技术模拟磁通驱动的低β静电边界等离子体。回旋运动离子和漂移运动电子的利用没有新古典和湍流动力学之间的尺度分离。结果表明,非线性间歇湍流是边界等离子体中磁分界面附近和刮削层中的一种自然回旋运动现象。
2017-01-25 physics.plasm-ph
Fast-moving electrostatic solitons in a plasma with turbulence heating
本文研究原行星盘“死区”中受湍流加热电子的等离子体,基于 Davydov 分布证明静电孤子可远超离子声速,并通过衰变与辐射促进能量平衡。
2024-12-21 astro-ph.SR physics.plasm-ph
A comment on `Wave-breaking Limits for relativistic electrostatic waves in a one-dimensional warm plasma' Phys. Plasmas 13 123102 by R. M. G. M. Trines and P. A. Norreys
Trines和Norreys指出,他们研究暖波破碎的一个主要目标是“在暖流体模型的不同景观中创造某种秩序,并确定哪种模型最适合研究热等离子体中的波破碎。不幸的是,我们必须得出结论,他们混淆了比他们澄清的更多的东西,并且只是通过夸大或错误地陈述其好处,同时错误地描述替代性温流体理论的特征来推进水袋模型。
2007-07-03 physics.plasm-ph
Fluctuation-phase relation between positive and negative ions on pair-plasma electrostatic waves
在由等质量正、负富勒烯离子组成的对离子等离子体中,首次观察到三种静电模沿磁力线传播.发现正负离子密度涨落之间的相位滞后随频率的变化范围为0 ~ $π$,在离子声波和离子等离子体波的情况下,相位滞后分别固定在$π$。此外,在声波和等离子体波之间的中频带中出现了一个新的模式,其相位滞后约为$π$。
2004-10-20 physics.plasm-ph
Creation of Magnetic Fields by Electrostatic and Thermal Fluctuations
指出非磁化的非均匀等离子体可以支持低频电磁离子波作为磁化等离子体的阿尔芬波的简正模。但这是由于密度不均匀性引起的扰动电场的纵向分量和横向分量混合而产生的耦合模。离子声波在非均匀等离子体中不保持静电。另一方面,纯电子等离子体中也可以存在低频静电波。但在非磁化情况下,电子和电子-离子等离子体中的磁场涨落都与静电扰动耦合。这些低频静电和电磁模式的主要不稳定性条件是相同的${2/3}κ_n < κ_T$(其中$κ_n$和$κ_T$分别是密度和电子温度标度长度的倒数)。
2011-02-17 physics.plasm-ph
Electrostatic ion-cyclotron instabilities modified by the parallel and perpendicular plasma flow velocity shears
利用分段式无碰撞等离子体源实现了对平行于和垂直于磁场线的等离子体流速剪切的外部独立控制。观察到静电离子回旋不稳定性被垂直流速剪切抑制,发现其抑制物理可分为两个方面。另一方面,平行的流速剪切被证明是不稳定的离子回旋不稳定性取决于在没有场对准的电子漂移流的平行剪切的符号。
2004-10-21 physics.plasm-ph
Nonlinear frequency shift of electrostatic waves in general collisionless plasma: unifying theory of fluid and kinetic nonlinearities
导出了一般无碰撞等离子体中强朗缪尔波的非线性频移的透明渐近形式。该公式同时描述了流体和动力学效应。流体的非线性表示,第一次,通过等离子体介电函数,和动力学非线性帐户的光滑分布和捕获粒子束。各种已知的极限标度作为特殊情况再现。计算避免了微分方程,并可直接推广到其他非线性等离子体波。
2015-07-27 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
Dust-acoustic wave electrostatic and self-gravitational potentials in an opposite polarity dusty plasma system
本文通过数值求解正负尘埃粒子的连续性方程和动量方程导出的耦合非线性微分方程,研究了相反极性尘埃等离子体中尘埃-声波的静电势与自引力势特性,并比较了两者差异,结果对空间和实验室等离子体系统具有参考意义。
2020-08-24 physics.plasm-ph
Kinetic electrostatic structures in current-carrying pair plasmas
利用赝势方法的有限振幅表达式,研究了载流对等离子体中相空间结构的存在性及其性质。重点是双层,孤立结构和周期波。这些结果可以应用于电子-正电子等离子体以及含有具有相同质量和相反电荷的较重带电粒子的等离子体,例如富勒烯离子和尘埃粒子。它们也可以帮助理解数值模拟,显示在线性稳定的制度相空间空穴的自发形成。
2005-09-22 physics.plasm-ph
Non-linear electrostatic waves in Born-Infeld plasmas
受Born-Infeld等离子体可能对中子星壳中电子加速有重要意义的建议的启发,我们得到了Born-Infeld等离子体中平行于纵向磁场传播的静电波振幅的上界。
2010-11-25 math-ph math.MP physics.acc-ph
Comment on ``Rotation Velocities and Radial Electric Field in the Plasma Edge''
本文对W. M. Stacey [Contrib.Plasma Phys.46,(2006)]对静电势的处理不一致。比较与径向静电场相关的电势的表达式和与极向静电场相关的电势的表达式,揭示了不一致性。场论的观点意味着,在基于中性导电流体物理学的模型中,静电场必须消失。
2011-01-08 physics.plasm-ph
Nonlinear dynamical modelling of high frequency electrostatic drift waves using fluid theoretical approach in magnetized plasma
本文在磁化等离子体流体模型中推导高频静电漂移波的三阶非线性演化方程,通过二阶分解、相图分岔分析及行波求解,揭示其与线性振荡解和指数解的关系。
2023-06-07 nlin.PS physics.plasm-ph
Ionization-Induced Electrostatic Hose Instability in Electron-Beam-Sustained Plasmas
Sino-French Institute of Nuclear Engineering and Technology, Sun Yat-Sen University(中山大学中法核工程与技术学院)
发现电子束维持等离子体中由束流与电离产生的等离子体耦合驱动的新型静电软管不稳定性,发展了线性理论并通过PIC/MC模拟验证。
2026-06-16 physics.plasm-ph
Neutrino-driven electrostatic instabilities in a magnetized plasma
本文考虑了中微子束对Trivelpiece-Gould模的不稳定作用,假设在磁化等离子体中的静电扰动是由电子在中性离子背景中组成的,通过电-弱相互作用产生的有效中微子力耦合到中微子种上.磁场被发现显着提高线性不稳定性增长率,计算超新星II型环境。在形式上,对于波矢平行或垂直于磁场的情况,用适当的Trivelpiece Gould频率代替等离子体频率,从未磁化的情况得到不稳定性增长率。还得到了与斜传播相关的增长率。
2017-12-15 physics.plasm-ph
Efficient narrowband teraherz radiation from electrostatic wakefields in non-uniform plasmas
摘要研究表明,当等离子体沿驱动器传播方向具有正的密度梯度时,静电等离子体尾场可以有效地辐射等离子体频率的谐波。以亚光速群速度传播的驱动器以相同的相速度激发等离子体尾场。然而,由于正密度梯度,尾流相速度在驱动器后面稳定地增加。一旦相速度变为超光速,静电尾流场就有效地耦合到辐射电磁模式。相速度保持在光速以上的时间段取决于密度梯度标度长度。尾流在太赫兹(THz)波段的等离子体频率的谐波辐射。发射角度取决于梯度比例和驾驶员身后经过的时间。对于适当的等离子体和驱动器参数,尾流可以辐射掉几乎所有的能量,这可能导致一个有效的,窄带和可调谐的太赫兹辐射源。
2021-07-02 physics.optics physics.plasm-ph
Density bump formation in a collisionless electrostatic shock wave in a laser-ablated plasma
实验观察到飞秒激光烧蚀铝箔时,在无碰撞静电冲击波的前端出现密度隆起。我们已经进行了数值模拟的动力学的这种现象的发展,同时产生的一个包的离子声波,暴露于一个持续流动的高能电子,在无碰撞等离子体。我们提出了所观察到的效果的物理解释,并表明,凸块由过境粒子,即,从致密的等离子体层的加速离子,和稀释的背景等离子体,由纳秒激光预脉冲在烧蚀过程中形成的离子。
2016-07-07 physics.plasm-ph
Electrostatic Ion Perturbations in Unmagnetized Plasma Shear Flow
研究了非磁化非等温($T_i{\ll}T_e$)电子-离子剪切流中的静电扰动。新的物理效应,由于线性动力学的非正态性而产生的,被描述。结果表明,速度剪切诱导提取的平均流能量的声学扰动(离子声波)。介质色散的影响,上升由于违反准中性扰动,检查。结果表明,在演化过程中,离子声波转变为离子等离子体振荡。一类新的非周期性,静电扰动(与涡旋运动的离子组件),其特征在于激烈的能量交换的平均流量,也被描述。
1996-04-02 physics.plasm-ph plasm-ph
Electrostatic stability of electron-positron plasmas in dipole geometry
在点偶极和Z箍缩偶极几何极限下研究了正负电子等离子体的静电稳定性。推导并求解了亚反弹频率不稳定性的动力学色散关系。对于零德拜长度的情况下,稳定性图被发现表现出奇异行为。然而,当德拜长度为非零时,流体模式出现,这解决了所观察到的奇异性,并且还表明温度和密度梯度都可以驱动不稳定性。结果表明,确定参数空间中的稳定边界需要一个有限的德拜长度。朗道阻尼研究尺度充分小于德拜长度,不稳定的情况下。
2017-11-21 physics.plasm-ph
Identification of electrostatic two-stream instabilities associated with a laser-driven collisionless shock in a multicomponent plasma
静电双流不稳定性在静电无碰撞激波形成中起着重要作用。它们是一种关键的耗散机制,导致离子加热和加速。由于冲击加速离子的数量和能量取决于不稳定性,因此精确识别主动不稳定性是重要的。二维粒子在细胞模拟多组分等离子体揭示离子反射和加速在冲击波前,激发纵向传播的静电不稳定性,由于非振荡分量的静电场在上游地区的冲击,和产生向上和向下移动的速度分量内的扩展离子组件。使用一维静电等离子体色散函数,其中包括电子和离子的温度效应,C2 H3Cl等离子体的不稳定性的线性分析表明,最不稳定的模式是静电离子束双流不稳定性(IBTI),这是弱依赖于电子的存在。IBTI是由膨胀的质子和碳离子群体之间的速度差激发的。有一个静电电子-离子双流不稳定性与一个小得多的增长率与人口的质子在冲击反射。与激光驱动的无碰撞冲击相关联的快速增长的IBTI的激发增加了准单能离子束的亮度。
2021-10-14 astro-ph.HE physics.plasm-ph
Notes on a 1-dimensional electrostatic plasma model
推导弗拉索夫方程的出发点是描述耦合边际分布函数动态的BBGKY层次。随着等离子体参数的大值,人们可以证明消除2点相关的1点函数,以推导出弗拉索夫-朗道-勒纳尔-巴列斯库(VLLB)理论。由于问题的高维性,数值测试VLLB理论的假设是禁止的。在这些笔记中,我们提出了一个物理上合理的相互作用模型,降低了问题的维度,并可能使这样的计算触手可及。我们介绍了一个1维(1-D)静电等离子体模型制定的相互作用的平行排列的带电磁盘。该模型结合了短距离的一维特征和长距离的三维特征。
2022-10-09 physics.plasm-ph
Nonlinear electrostatic oscillations in a cold magnetized electron-positron plasma
本文用解析法和模拟方法研究了冷磁化电子-正电子等离子体中非线性静电振荡的时空演化。使用微扰的方法,我们证明了非线性的解决方案显着改变时,纯静电模式被激发在线性水平,而不是一个混合的上混合和零频率模式,被认为是在最近的研究。纯静电振荡经历非线性相位混合。然而,磁场的存在下显着延迟相混合相比,在相应的未磁化等离子体中观察到的。使用1D PIC模拟,然后我们详细分析了纯振荡的主模式的阻尼,并推断相位混合时间对磁场和振荡幅度的依赖性。这一结果与上述混合上混合模的结果有很大的不同。利用电子-p等离子体的对称性,我们然后解释了我们的非线性解决方案的广义对称性。对称性使我们能够构建一个独特的非线性解决方案,不显示任何签名的相位混合,但结果在一个非线性波在上混合频率。我们的研究与实验室/天体物理e-p等离子体有关。
2017-10-01 physics.plasm-ph
Electrostatic and thermal fluctuations are the source of magnetic fields in unmagnetized inhomogeneous plasmas
指出在非均匀等离子体中,电子热涨落可以与离子声模耦合产生低频离子时标电磁波。如果温度和密度梯度彼此平行,这种电磁波就会变得不稳定,这在类似于恒星核心的激光等离子体中可能是这种情况。本理论模型与以前的调查的比较。最后将所得结果应用于经典的激光诱导等离子体。
2009-06-09 physics.gen-ph physics.plasm-ph
Modulated envelope localized wavepackets associated with electrostatic plasma waves
已知的静电等离子体模式的非线性振幅调制检查在一个通用的方式,通过应用无碰撞流体模型。冷(零温度)和温暖的流体的描述进行了讨论,并比较结果。适度的非线性振荡制度的影响,通过应用多尺度技术。计算得到一个非线性薛定谔方程(NLSE),它描述了慢变波振幅在时间和空间上的演化。的NLSE承认本地化的信封(孤立波)解决方案的明亮(脉冲)或黑暗(孔,空隙)类型,其特性(最大振幅,宽度)取决于等离子体的内在参数。明确考虑了振幅微扰、有限温度和缺陷(尘埃)浓度等效应。与类似的高度本地化的调制波结构在最近的卫星任务中观察到的相关性进行了讨论。
2004-10-15 physics.plasm-ph
Formulation of a one-dimensional electrostatic plasma model for testing the validity of kinetic theory
本研究构建了由静电相互作用带电圆盘组成的一维等离子体模型,兼具短距一维、长距三维特征,通过求解Vlasov方程研究其集体动力学,并给出该模型用于验证等离子体动理论核心Bogoliubov假设的数值实现方案。
2024-10-07 physics.plasm-ph
Electrostatic and whistler instabilities excited by an electron beam
电子束-等离子体系统在空间等离子体环境中普遍存在。在这里,使用达尔文粒子网格法,静电和哨声不稳定性的激励由旋转的电子束研究支持最近的实验室实验。假设总等离子体频率$ω_{pe}$大于电子回旋频率$Ω_e$。快速增长的静电束模式波通过减慢和松弛平行于背景磁场的电子束而在几个等离子体振荡中饱和。当它们饱和时,有限振幅静电束模式波可以与背景热电子的尾部共振,并将它们加速到束平行速度。生长较慢的哨声波主要以两种共振模式激发:(a)通过朗道共振,由于平行速度的束电子的反向斜率;(b)通过回旋共振,通过散射电子到更低的俯仰角和更小的能量。结果表明,对于场取向的电子束,哨声不稳定性可以被抑制的静电不稳定性,由于更快的能量转移率之间的电子束和静电波。哨声波和静电波之间的这种增长竞争取决于$ω_{pe}/Ω_e$的比例。在波的传播方面,电子束产生的静电波被限制在电子束区域,而电子束产生的哨声波传输能量远离电子束。
2017-07-17 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-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
Electrostatic waves in astrophysical Druyvesteyn plasmas: I. Langmuir waves
KU Leuven(荷语鲁汶大学)
本文提出了一种基于广义Druyvesteyn分布模型的线性波建模方法,用于描述非麦克斯韦分布等离子体中的兰姆波特性。
2025-12-04 astro-ph.SR physics.plasm-ph
Drift ion-acoustic waves in a nonuniform rotating magnetoplasma with two-temperature superthermal electrons
本文研究了非均匀旋转磁等离子体中含有两个温度超热电子的低频(相对于离子回旋频率)长波长静电漂移离子声波(IAWs)的理论。在线性极限下,IAWs和漂移波通过密度不均匀性的耦合产生了一种新的波模,这种波模通常依赖于超热电子的密度梯度、转动频率和光谱指数。在非线性区域,利用色散近似导出了漂移IAWs的演化方程,并利用Jacobi椭圆函数展开技术得到了其精确的孤立波解和周期波解(即椭圆余弦和椭圆余弦)。这些解决方案的属性进行了数值研究,发现它们显着修改的背景密度梯度,超热的电子和科里奥利力与离子的旋转运动的影响。
2022-02-23 physics.plasm-ph
Integral equation for electrostatic waves radiated by a point source in a spatially homogeneous magnetized plasma
本文用时域中的一个等效积分方程来表示具有均匀背景磁场和均匀(静态)流速的三维无界空间均匀等离子体中时变点电荷辐射的电场的线性化Vlasov-Poisson方程的解。对于具有各向同性温度的麦克斯韦分布函数的等离子体,核具有相对简单的数学形式,仅由初等函数、指数函数和三角函数(正弦和余弦)组成,并且没有贝塞尔函数的无限和。因此,积分方程是服从数值解,并可能是有用的磁化等离子体的脉冲响应的研究,更一般地说,对任意波形的响应。
2012-08-06 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
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
Enstrophy non-conservation and the forward cascade of energy in two-dimensional electrostatic magnetized plasma turbulence
一个流体系统推导出描述静电磁化等离子体湍流的尺度略大于拉莫尔半径的一个给定的物种。它与长谷川-三马方程有关,但不守恒涡度拟能,因此,在小尺度上表现出向前的能量级联。与长谷川-三马涡度拟能级联的-5定律相比,惯性范围能谱被认为比-11/3幂律更浅。在此通过流体系统的直接数值模拟证实的该性质可以帮助解释在流光主导的电子温度梯度驱动的湍流的陀螺动力学模拟中观察到的波动谱[Plunk等人,2019年],也可能是一些离子温度梯度驱动的湍流情况下,带状流被抑制[Plunk等人,2017年]。
2020-08-07 physics.plasm-ph
Collisionless electrostatic shock formation and ion acceleration in intense laser interactions with near critical density plasmas
本文研究了近临界密度等离子体中激光驱动的无碰撞静电激波的形成及随后的离子加速。粒子模拟结果表明,由于激光在近临界密度等离子体中的快速传播,激光驱动的无碰撞静电冲击的速度和冲击加速的离子的能量都可以大大提高。然而,在近临界密度的等离子体中,冲击波形成之前需要比数十个激光波周期更长的响应时间,与高过密度靶中的快速冲击波形成相反。更重要的是,我们发现,即使在激波上的静电势跃变小于离子在激波系中的动能时,某些离子也可以被无碰撞激波反射,这似乎与传统的离子反射条件相反。这些异常离子反射归因于强时间振荡电场伴随着激光驱动的无碰撞冲击在近临界密度等离子体。
2016-11-21 astro-ph.HE physics.acc-ph physics.plasm-ph
Eulerian simulations of collisional effects on electrostatic plasma waves
等离子体中的碰撞问题是一个广泛的主题,有大量的历史文献。事实上,现实等离子体的描述是一个棘手的问题,无论是从理论和数值的角度来看,这需要在一般情况下近似原始的碰撞朗道积分的简化微分算子在降维。本文提出了一种研究碰撞等离子体中静电波传播的欧拉时间分裂算法。碰撞是通过福克-普朗克类型的一维算子,以线性和非线性形式建模的。数值代码的准确性进行了讨论,通过比较数值计算结果的分析预测时,在一些极限情况下,试图评估碰撞的影响波等离子体回波和碰撞耗散的伯恩斯坦-格林-克鲁斯卡尔波的现象。特别注意的是专门用于研究的非线性Doughnut碰撞算子,最近用来描述在一个纯电子等离子体柱的电子等离子体波的碰撞耗散。通过利用速度扩散算子的性质平滑小速度尺度,提供了一种防止欧拉算法中的收敛问题的方法。
2013-07-02 physics.plasm-ph
Implicit and electrostatic Particle-in-cell/Monte Carlo model in two dimensional and axisymmetric geometry II: Self-bias voltage effects in capacitively coupled plasmas
本文采用隐式Particle-in-cell/MonteCarlo模型,研究了二维轴对称空间中的电容耦合等离子体。自偏置直流电压的影响被认为是自洽的。由于有限长度效应,自偏置直流电压与电极面积成正比关系。二维动力学效应也照亮。与流体模型相比,PIC/MC模型不涉及数值扩散,因而能更好地模拟等离子体的特性。
2010-01-18 physics.comp-ph physics.plasm-ph
Radiation reaction effects in relativistic plasmas -- the electrostatic limit
我们研究了静电等离子体波的演化,使用相对论性的Vlasov方程扩展的Landau-Lifshitz辐射反应,占由于发射单粒子拉莫尔辐射的反反应。特别地,朗缪尔波阻尼被计算为波数、初始温度和初始电场振幅的函数。此外,背景分布函数在此过程中损失了能量,我们计算了冷却速率作为初始温度和初始波幅的函数。最后,我们研究了波阻尼和背景冷却的相对大小如何随初始参数而变化。特别是,它被发现,与背景冷却相关的能量损失的相对贡献随着初始波振幅缓慢下降。
2022-11-11 hep-ph physics.plasm-ph
Plasma refilling of the lunar wake: plasma-vacuum interactions, electrostatic shocks, and electromagnetic instabilities
本研究通过全动力学PIC模拟揭示月球尾迹填充过程:早期遵循等离子体-真空理论,后期离子束碰撞产生静电激波并激发电磁不稳定性,为理解尾迹动力学和航天器观测提供新视角。
2025-07-10 astro-ph.EP astro-ph.SR physics.plasm-ph
Distinct parallel electrostatic collisionless shocks in hot-cold ablative mixing plasmas
本研究通过一维VPIC模拟和理论分析,揭示了热冷烧蚀混合等离子体中平行静电无碰撞激波的形成机制,发现其主要受温度而非压力控制,并阐明了电子热通量的自由流极限与对流标度特性。
2025-03-31 physics.plasm-ph
Landau Damping of Electrostatic Waves in Arbitrarily Degenerate Quantum Plasmas
本文系统地研究了任意简并量子电子等离子体中线性静电波的色散关系。我们解决了复杂的频谱波数$k$和退化水平$μ$的任意值。我们的发现是,对于大的$k$和高的$μ$,频率的实部$ω_{r}$与$k$线性增长,并且仅由于费米能量的缩放而与$μ$缩放。在这种状态下,相对朗道阻尼率$γ/ω_{r}$变得与$k$无关,并与$μ$成反比。因此,阻尼是弱的,但在短波长的中等简并水平下是有限的。
2016-03-01 astro-ph.HE physics.plasm-ph