Fitting the dielectric response of collisionless plasmas by continued fractions
本文提出了一种计算任意简并度下热无碰撞等离子体介电响应的近似方法。一个T-分数表示从已知的小和大的参数的介电函数的实部的扩展。用一种改进的Q-D算法生成连分数的部分分子和部分乘子。对于退化参数$θ$的几个典型值，给出了扩展系数和部分分子和命名的扩展表，允许容易地实现拟合函数。并进行了误差分析。
2009-08-06 physics.plasm-ph
Ion-acoustic solitary waves in a partially degenerate plasma
研究了任意振幅的离子声（IA）孤立波在非磁化、无碰撞、电子和正电子均具有有限温度简并度的均匀电子-正电子-离子（e-p-i）等离子体中的传播.从经典离子的流体方程组和简并电子、正电子的费米-狄拉克分布出发，导出了IA波的线性色散关系。可以看出，波色散显着修改由于正电子物种的存在和有限的温度简并的电子和正电子的影响。在非线性区域，Sagdeev的赝势方法被用来研究非线性IA-SW的存在域和演化的参数，与有限温度简并度，背景数密度，和热能的电子和正电子。结果表明，与经典的电子-离子等离子体不同，亚音速和超音速IA-SW都可以存在于部分简并的e-p-i等离子体中。
2022-10-18 physics.plasm-ph
Beltrami-Bernoulli Equilibria in Plasmas with Degenerate Electrons
研究了一类新的由电子简并压力维持的双Beltrami-Bernoulli平衡。结果表明，由于电子的简并性，即使在零温等离子体中，也可能存在非平凡的Beltrami-Bernoulli平衡态。这些状态，概念上，研究表明，存在新的能量转换途径，例如，简并能量转换成流体动能。这种状态可能与致密天体有关，如白矮星、中子星等。
2015-02-13 astro-ph.SR physics.plasm-ph
Stability and evolution of electromagnetic solitons in relativistic degenerate laser plasmas
研究了线偏振强激光与相对论简并等离子体非线性相互作用形成的电磁孤子的动力学行为。在相对论动力学的慢运动近似下，弱非线性电磁包络的演化由具有局域和非局域非线性的广义非线性薛定谔（GNLS）方程描述.利用Vakhitov-Kolokolov准则，研究了GNLS方程的电磁孤子解的稳定性.利用孤子速度、孤子本征频率以及简并参数$R=p_{Fe}/m_ec$（其中$p_{Fe}$为费米动量，$m_e$为电子质量，$c$为真空中光速）的影响，给出了不同的稳定区和不稳定区.结果表明，从弱相对论$(R\ll1)$到超相对论$(R\gg1)$简并态，稳定区向不稳定区移动，并显著减小.分析预测结果与GNLS方程的模拟结果吻合较好。结果表明，孤立子解是稳定的。然而，运动孤子可以是稳定的或不稳定的，这取决于孤子的速度，本征频率或简并参数的值。后者具有强简并$(R>1)$，最终导致孤子坍缩。
2020-10-28 physics.plasm-ph
On the Raman Instability in Degenerate Relativistic Plasmas
应用相对论流体力学方程和麦克斯韦方程组研究了完全简并电子等离子体中的受激喇曼散射不稳定性。我们证明了弱相对论性简并等离子体以及强相对论性简并等离子体的不稳定性发展。结果表明，在强辐射场中，相对论简并等离子体的响应与弱简并等离子体的响应相同。
2017-06-19 physics.plasm-ph
On the Filamentation Instability in Degenerate Relativistic Plasmas
利用动量方程、连续性方程和麦克斯韦方程组研究了强简并欠密等离子体中电磁（EM）束的偏转不稳定性。结果表明，无论是弱相对论简并等离子体还是强相对论简并等离子体，以及任意强振幅的电磁光束，都存在不稳定性。
2018-12-27 physics.plasm-ph
Distinctive features of ion-acoustic solitons in EPI super-dense magneto-plasmas with degenerate electrons and positrons
利用扩展的Poincaré-Lighthill-Kuo（PLK）约化微扰方法研究了小振幅离子声孤波（IASW）动力学（传播和相互作用），结果表明，在由无惯性简并电子、正电子和等温离子组成的磁等离子体中，当电子、正电子受到超相对论简并压力时，IASW动力学呈现出明显的特征.计算表明，在超相对论简并压力下，离子声孤立波在等离子体中可能发生不同的相互作用。
2010-10-01 astro-ph.SR physics.plasm-ph
Colloquium: Nonlinear collective interactions in quantum plasmas with degenerate electron fluids
介绍了简并电子量子等离子体中一些重要的非线性集体过程的研究现状。在回顾了量子等离子体的基本性质之后，我们提出了描述纳米尺度集体非线性现象的模型方程（例如量子流体动力学方程和有效非线性薛定谔-泊松方程）。电子简并的影响是由于海森堡的不确定原理和泡利的不相容原理导致电子隧穿和电子简并压力的重叠电子波函数而产生的。由于电子是费米子（自旋为1/2），因此由于玻尔磁化作用，也会出现电子自旋电流和作用在电子上的自旋力。量子效应在量子等离子体中产生静电（ES）和电磁（EM）波的新方面。此外，我们讨论了ES离子波和电子等离子体振荡（ESO）的非线性特性，以及强电磁波在量子电子密度腔中的捕获。具体而言，耦合非线性薛定谔（NLS）和泊松方程的模拟研究揭示了在量子等离子体中的纳米尺度的局部ES结构的形成和动力学。我们还讨论了外加磁场对等离子体波谱的影响，并建立了量子磁流体力学（Q-MHD）方程。这些结果对于理解量子等离子体中的许多集体现象是有用的，例如紧凑的天体物理对象中的集体现象，等离子体辅助纳米技术以及下一代强激光固体密度等离子体相互作用实验。
2011-05-10 physics.plasm-ph
Influence of finite temperature degeneracy and superthermal ions on dust acoustic solitary structures
Camellia Institute of Engineering & Technology, MAKAUT（马卡尔大学卡梅利亚工程与技术学院）；Burdwan Raj College, University of Burdwan（伯尔万拉杰学院，伯尔万大学）
研究有限温度简并性和超热离子对尘声孤立结构的影响，揭示其在空间和天体尘等离子体中的非线性动力学作用。
2026-02-13 physics.plasm-ph
Correlation Effects on the Temperature Relaxation Rates in Dense Plasmas
我们提出了一个等离子体中电子和离子之间的温度弛豫速率模型。该模型自洽地考虑了粒子屏蔽效应、电子简并度以及电子与离子之间的关联。我们成功地验证了该模型在广泛的等离子体耦合对分子动力学模拟的经典等离子体的带相同电荷的电子和离子。我们目前的弛豫率在稠密的氢和计算表明，虽然电子-离子相关效应是不可缺少的，在任何密度和温度的经典，带电荷的等离子体，量子衍射效应在稠密的氢等离子体中占上风的电子-电子相关效应。
2009-03-18 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
Stability of electromagnetic solitons]{Electromagnetic solitons and their stability in relativistic degenerate dense plasmas with two electron species
研究了在相对论简并稠密天体物理等离子体中，由于圆偏振强激光脉冲与低频电声微扰的非线性耦合而产生的电磁孤子的演化.得到了不同形式的定域定态解，并分析了它们的性质。利用Vakhitov-Kolokolov稳定性判据，研究了运动电磁孤子的存在性和稳定性条件。结果表明，由于相对论简并度、经典电子与简并电子的比例以及电磁波频率的影响，稳定区和不稳定区在孤子本征频率和孤子速度平面附近发生了移动.此外，虽然站立的孤子表现出稳定的配置文件为较长的时间，运动的孤子，然而，可以是稳定的或不稳定的电子简并度，孤子的本征频率和孤子的速度。后者的数值增大，最终导致孤子的坍缩。这些结果将有助于理解下一代激光-等离子体相互作用实验中强激光脉冲与退化稠密等离子体慢响应耦合过程中孤子的形成，以及来自致密天体的$x$射线和$γ$射线脉冲的新特征。
2022-10-18 physics.plasm-ph
Dynamical Properties and Plasmon Dispersion of a Weakly Degenerate Correlated One-Component Plasma
采用经典分子动力学方法模拟了单组分等离子体。量子效应以Kelbg势的形式存在。动力学结构因子的结果进行了比较与Vlasov和RPA（随机相位近似）理论。研究了耦合参数$Γ$、简并参数$ρΛ^3$和对相互作用形式对光学等离子体色散的影响。本文提出了一种改进的朗缪尔波色散的解析近似。
2000-12-14 physics.plasm-ph
The high-density regime of dusty plasma: Coulomb plasma
本文揭示了尘埃等离子体高密度区间的Coulomb屏蔽机制及其类夸克渐近自由等特性，并通过分子动力学模拟与流体动力学模型验证了该Coulomb等离子体的集体性质及Coulomb声波模式。
2024-03-24 physics.plasm-ph
Colliding of two high Mach-number quantum degenerate plasma jets
本文通过第一性原理动理学模拟研究双锥对撞点火中高马赫数量子简并等离子体射流的对撞过程，发现存在实现最高密度压缩的最优碰撞速度，为DCI实验设计提供理论依据。
2023-08-07 physics.plasm-ph
Unstable spectrum of a relativistic electron beam interacting with a quantum collisional plasma: application to the Fast Ignition Scenario
采用双流体模型研究了量子效应和碰撞效应对相对论电子束-等离子体系统不稳定谱的影响。应用于相对论电子束在快点火情况下的近靶中心相互作用。部分简并效应可以忽略不计，而最有影响的因素是束流温度和等离子体的电子-离子碰撞频率。后者的引入触发了一些倾斜的不稳定模式的波长远大于碰撞的。从碰撞制度的电阻之一的过渡，从而记录和发现不连续的。
2009-05-07 physics.plasm-ph
Synergistic Laser Wakefield/Direct Laser Acceleration in the Plasma Bubble Regime
提出了激光尾流场/直接激光等离子体混合加速器的概念。在激光脉冲产生的等离子体泡内经历共振电子感应加速器振荡的相对论电子通过直接从激光脉冲及其等离子体尾流获得能量而被加速。自注入等离子体电子的所得分叉相空间包含经历超过标准一维极限的尾流场加速的群体，这是因为其运动的多维性质减少了电子与尾流之间的相位滑移。
2014-12-22 physics.plasm-ph
Breakdown of Fermi degeneracy in the simplest liquid metal
我们报告的观察击穿的电子简并和出现的经典统计在最简单的元素：金属氘。本文研究了动态压缩液态氘在费米温度范围内的光学反射率、激波速度和温度。以上的绝缘体-金属过渡，光学反射率显示出独特的温度无关的电阻率饱和，这是规定的莫特最小金属极限，与以前的实验一致。然而，在T > 0.4 TF时，金属氘的反射率开始以依赖于温度的斜率上升，这与费米面的击穿一致。实验推断的碰撞时间在这个区域表现出典型的朗道-斯皮策等离子体预期的特征温度依赖性。我们的观察电子简并提升扩展研究的简并新的费米子物种，电子费米系统，并提供了一个宝贵的基准库仑系统的量子统计模型在广泛的温度范围内相关的致密天体物理和点火物理。
2019-01-29 physics.plasm-ph
Excitation of a global plasma mode by an intense electron beam in a dc discharge
数值研究了强流电子束与有限长非均匀等离子体的相互作用。等离子体密度分布在中间最大，并向等离子体边缘衰减。两个政权的双流不稳定性观察。在一种状态下，不稳定性的频率是在密度最大时的等离子体频率，并且等离子体波在等离子体的中间被激发。在另一个区域，不稳定性的频率与等离子体边缘附近的局部等离子体频率相匹配，并且在等离子体边界附近发生强烈的等离子体振荡。后一种制度偶尔出现，只为强电子束电流。这种不稳定性会产生大量的超热电子。向超热电子的能量转移是不稳定性的饱和机制。
2017-11-14 physics.plasm-ph
Analytic model for electromagnetic fields in the bubble regime of plasma wakefield in non-uniform plasmas
基于强非线性（气泡）区等离子体尾流场模型，利用气泡边界电子鞘层厚度小的假设，建立了气泡内外电磁场分量的最低阶微扰理论。与以前的模型不同，我们推导出简单的显式表达式的电磁场的分量不仅在附近的气泡的中心，但在整个体积的气泡（包括驱动或加速束），以及outside it.此外，我们将结果应用到径向非均匀等离子体的情况下，特别是，与空心通道的等离子体。所得到的结果进行了验证与3D粒子在细胞（PIC）模拟显示出良好的对应关系，我们的模型。
2017-07-18 physics.plasm-ph
Plasma Physics in Strong Field Regimes
在强电磁场中，新的等离子体现象和应用不断出现，其建模需要解析理论和数值方法，我将在这篇论文中发展。基于我对经典等离子体模型的新结果，强磁场在激光-等离子体相互作用中的作用现在可以理解了。此外，基于我新的等离子体量子电动力学（QED）模型，现在可以理解天体物理环境中的强场QED效应，并在实验室环境中进行测试。
2018-08-17 physics.plasm-ph
Experimental study of a planar atmospheric-pressure plasma operating in the microplasma regime
在平行板配置的非热射频大气压微等离子体的电气特性表明，减少到亚毫米范围内的电极间隙增加电流和功率密度在降低的电压相比，类似的等离子体在较大的电极间隙，没有间隙的依赖性。计算鞘层厚度和电场在鞘层和在散装证明依赖于电极间隙，因为它是减少到亚毫米政权，表示一个独特的制度的操作。
2010-03-13 physics.plasm-ph
Warm dense matter conductivity including electron-electron collisions
解决了关于电子-电子碰撞在稠密等离子体动态电导率中的作用的争论。特别是，直流电导率分析在低密度，非简并的限制，其中斯皮策理论是有效的和电子-电子碰撞导致众所周知的减少的结果为洛伦兹等离子体。随着简并度的增加，电子-电子碰撞对直流电导率的贡献减小，并且对于Ziman-Faber理论适用的液态金属域可以忽略。我们展示了如何电子-电子碰撞必须实现在计算的基础上的Kubo-Greenwood公式，这是preferred适用于模拟的频率依赖的电导率在温暖的稠密物质区域，即任意简并。
2015-01-25 physics.plasm-ph
Simple Scalings for Various Regimes of Electron Acceleration in Surface Plasma Waves
通过考虑测试电子与表面波高频电磁场的相互作用，研究了表面等离子体波倏逝场中不同的电子加速机制。研究了非相对论性和相对论性极限。简单的缩放被发现证明的可能性，以实现一个有效的转换的表面波场能量到电子动能。这种电子加速机制可以提供具有明确定义的能量的相对论电子的高频脉冲源。在相对论极限下，最具能量的电子是在表面波的电磁区获得的。在这种情况下，粒子被加速到大于波相速度的速度，主要是在平行于等离子体-真空界面的方向上。
2015-06-28 physics.plasm-ph
A non-linear theory for the bubble regime of plasma wake fields in tailored plasma channels
我们介绍了第一个完整的解析气泡和吹出模型的径向非均匀等离子体在准静态近似。对于这两种情况，我们计算了加速场和聚焦场。在我们的模型中，我们还假设了一个薄的电子层，周围的尾场和计算的字段配置内。我们的理论适用于任意的径向密度分布，并减少到已知的模型中的均匀等离子体的限制。根据先前对具有用于气泡状态中的激光驱动电子加速的平滑边界的中空等离子体通道的研究，我们知道煎饼状激光脉冲导致最高的电子能量[Pukhov等人，PRL 113，245003（2014）]。如图所示，气泡场可以通过改变深通道内的等离子体密度分布来调节，以平衡激光耗尽和退相长度。现在我们来说明为什么通道真空部分的径向场会散焦。
2015-10-30 physics.plasm-ph
Stimulated Raman scattering in the relativistic regime in near-critical plasmas
高强度短激光脉冲与近临界等离子体的相互作用允许实现极高的耦合效率并将激光能量转移到高能离子。一维粒子在细胞（PIC）模拟被认为是详细的过程中所涉及的能量转移。数值结果与理论的对抗突出了受激拉曼散射过程中发挥的关键作用，在相对论制度。1 ps激光脉冲（I $\sim$ 6.10 $^{18}$ W.cm $^2$）与亚临界（0.5 $n_c$）均匀等离子体的相互作用导致非常高的等离子体吸收，达到激光脉冲能量的68%。这允许均匀的电子加热所有沿等离子体和有效的离子加速在等离子体边缘和空腔。
2016-10-05 physics.plasm-ph
Chaos in the dynamics of electromagnetic solitons in relativistic degenerate plasmas
Visva-Bharati University（维斯瓦-婆罗蒂大学）
研究电磁孤子在相对论退化等离子体中的非线性相互作用，揭示退化参数对调制不稳定性的影响，并发现其可能引发时空混沌。
2026-02-27 nlin.CD physics.plasm-ph
Bubble regime of plasma wakefield in 2D and 3D geometries
考虑到二维粒子模拟方法的广泛应用，本文建立了横向非均匀等离子体中强非线性（气泡）区域的二维等离子体尾流场模型。得到了二维几何条件下气泡边界的微分方程，并导出了其解析解。二维粒子模拟被用来确认我们的模型的有效性。将结果与真实3D几何体中的气泡进行比较。对于均匀等离子体，结果表明，二维气泡被拉长，并具有更强的聚焦力，而加速场的结构保持完全不变。提出了一种在真实的三维几何图形中生成准二维气泡的方法。
2018-07-05 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
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
Plasma physics in strong-field regimes: theories and simulations
在强电磁场中，出现了独特的等离子体现象和应用，其描述需要最近发展的理论和模拟[Y。Shi博士Princeton University（2018）。在经典区域，为了量化强磁场对三波相互作用的影响，通过求解流体模型到一般几何中的二阶，导出了一个方便的公式。作为一个应用，磁共振被用来调解激光脉冲压缩，使用它可以在更宽的频率范围内产生更高强度的脉冲，如粒子模拟所证实的。在更强的领域，相对论量子效应变得重要，和标量量子电动力学（QED）的基础上开发的等离子体模型，揭示了可观察到的修正法拉第旋转和强磁化等离子体中的回旋吸收。在微扰机制之外，格点QED被扩展为等离子体物理的数值工具，利用它可以捕捉到当激光强度超过Schwinger阈值时从尾场加速到电子-正电子对产生的转变。
2020-12-30 physics.plasm-ph
Diffusion regime of electron-electron collisions in weakly ionized plasmas
我们考虑弱电离等离子体中频繁的弹性散射的中性电子改变个人的行为和电子-电子碰撞的速度显着。在这种情况下，电子热化的动力学与完全电离等离子体中的动力学非常不同。碰撞的电子由于在中性粒子上的快速散射而扩散。我们演示了如何适当考虑这种扩散使人们能够估计的特征时间的电子热化。我们还提出了一个严格的推导动力学方程的电子使用Bogolyubov方法的基础上刘维尔方程的多粒子分布函数。
2020-11-23 physics.plasm-ph
Vortex Solitons and Filamentation of Electromagnetic Beams in Relativistically Degenerate Plasmas
School of Physics, Free university of Tbilisi（第比利斯自由大学物理学院）；Andronikashvili Institute of Physics (TSU)（安德罗尼卡什维利物理研究所（第比利斯国立大学））
研究了相对论性简并等离子体中电磁涡旋束的传播稳定性及非线性吸引子特性，揭示了涡旋孤子在束流化过程中的拓扑保护与稳定性机制。
2026-01-15 physics.plasm-ph
Mitigation of the onset of hosing in the linear regime through plasma frequency detuning
软管不稳定性对基于等离子体的加速器概念构成了可行性风险。我们表明，增长率的光束软管在线性制度（这是相关的概念，使用一个长的驱动程序）是一个函数的质心扰动波长。我们演示了如何使用此属性来阻尼质心振荡失谐的等离子体响应足够早的不稳定性的发展。我们还发展了一个新的理论模型的早期演变的软管。这些发现对不稳定性增长率的总体控制具有启示意义。
2023-03-20 physics.plasm-ph
Key parameters for surface plasma wave excitation in the ultra-high intensity regime
超短脉冲高功率激光器可以产生极高的光强（$\ge 10^{20}$ W/cm $^2$和$\leq 30 f$ s），在过密等离子体表面产生大振幅的表面等离子体波（SPW）。由此产生的高能电子的电流有很大的兴趣的应用，潜在的缩放与激光振幅，提供的激光等离子体转移到加速粒子介导的SPW仍然是有效的超高强度。通过Particle-in-Cell模拟，我们确定了SPW激发的最佳条件，并显示了最佳表面等离子体波激发角和激光入射角之间的强相关性，优化了沿等离子体表面的电子加速。我们还讨论了如何调整等离子体密度和等离子体表面形状，以推动更高的激光强度的限制表面等离子体波激发。我们的研究结果为即将到来的多拍瓦激光系统的新实验开辟了道路。
2021-08-13 physics.plasm-ph
Generalized Similarity Theory for Plasmas
Tsinghua University（清华大学）
该研究基于玻尔兹曼方程与麦克斯韦方程组的标度变换建立等离子体广义相似性理论，并通过多种模拟验证其预测，揭示了等离子体的尺度不变性。
2026-09-09 physics.plasm-ph
Study of plasma heating in ohmically and auxiliary heated regimes in spherical tokamak Globus-M
利用12通道中性粒子分析仪（NPA）ACORD-12研究了球形托卡马克Globus-M（长径0.36 m，短径0.24 m，环面纵横比1.5，轴向环形磁场0.4 T，等离子体电流0.3 MA）等离子体核心的离子温度行为。实验在欧姆制度，以及在制度与离子回旋共振加热（ICRH）在氘体等离子体和中性束注入（NBI）中的氢少数的基波附近。总厂用电量超过0.8-1兆瓦。NPA提供了氘和氢能谱的同时测量以及两种同位素的百分比。在等离子体电流为0.08- 0.3MA、等离子体平均密度为（1-7）× 10 ~（19）m ~（-3）、等离子体垂直延伸率和等离子体三角形度不同的范围内，研究了离子温度。将实验数据与数值模拟结果进行了比较。我们采用了一个简单的一维模型描述的离子能量平衡，通过使用新古典输运系数。还考虑到汇兑损失。实验测得的离子温度对等离子体电流和等离子体密度的依赖性不同于Artsimovich标度律的预测，以及描述的离子加热的情况下，在传统的托卡马克的新古典平台制度，即使在一个相对较低的温度在欧姆等离子体。特别是强烈的，几乎线性的等离子体电流温度依赖性被揭示。这表明在低纵横比的离子能量平衡中，被捕获的粒子起着主导作用。文中还给出了在欧姆加热和辅助加热条件下由磁测量得到的能量约束时间的估计。
2004-10-20 physics.plasm-ph
Generalized plasmon-pole approximation for the dielectric function of a multicomponent plasma
本文综述了两种目前可用的量子粒子通过库仑力相互作用的等离子体介电函数的解析模型，即随机相位近似（RPA）和标准（简单）等离子体极近似（SPPA）。结果表明，这些模型描述不同的非重叠等离子体制度。RPA描述了一种弱耦合等离子体，其动力学是短波长处的独立粒子模式和长波长处的集体等离子体模式的混合物。SPPA描述了一个在所有波长处由集体共振主导的系统。一个新的多组分等离子体模型，广义等离子体激元极近似（GPPA），制定和示出的等离子体制度，包括RPA和SPPA所描述的范围内提供一个描述。因此，以及提供一个很好的代表性的RPA，在量子和经典，制度，这个新的模型还提供了一个有前途的基础，为非理想的量子等离子体，这是等离子体的制度显着更强的耦合比RPA解决。
2015-08-23 physics.plasm-ph
Beam loading in the nonlinear regime of plasma-based acceleration
本文提出了一种将负电荷加载到非线性三维等离子体尾流场中的理论。在这种情况下，激光或电子束吹出等离子体电子，并创建一个近似球形的离子通道，这是修改的存在下的束负载。的字段和离子通道的形状的解析解的推导。结果表明，可以实现非常高的束流加载效率，而聚束的能量扩展是守恒的。理论结果与粒子在细胞程序OSIRIS。
2008-09-01 physics.plasm-ph
Parametrization of pair correlation function and static structure factor of the one component plasma across coupling regimes
本文给出了库仑单组分等离子体从弱耦合区到强耦合区的对关联函数和静态结构因子的参数化。最近的实验强烈地表明，OCP模型可以扮演一个温暖的稠密物质的参考系的角色。例如，它可以提供解释X射线汤姆逊散射测量所必需的离子静态结构因子。我们说明这与最近测量的X-射线衍射光谱的解释，使用贝叶斯方法，需要许多静态结构因子的评估，自动校准的参数。对于强耦合尘埃等离子体，库仑OCP对关联函数的建议参数化可以与汤川之一，包括屏蔽。最后讨论了Yukawa系统静态结构参数化的前景。
2016-06-15 physics.plasm-ph
Plasma Conductivity from Warm Dense Matter to the Spitzer Limit Using Mean-Force Kinetic Theory
University of Michigan（密歇根大学）；University of Rochester（罗切斯特大学）
基于平均力动理学理论，发展了一个从温稠密到热稀薄等离子体条件下计算电子输运系数的理论模型，能够快速准确地计算电导率、热导率和电热系数。
2026-06-01 physics.plasm-ph
Transverse Dynamics and Energy Tuning of Fast Electrons Generated in Sub-Relativistic Intensity Laser Pulse Interaction with Plasmas
实验研究了亚相对论强度激光等离子体相互作用中准单能电子束的产生机制。观察到的电子加速制度展开与二维粒子在细胞模拟的激光尾波场产生的自调制制度。
2006-05-20 physics.plasm-ph
Wakefields in streaming plasmas: Characteristics of the induced charge density distribution
在高能量密度设施，工业装置，和基本的尘埃等离子体研究的等离子体极化周围的试探电荷流等离子体的产生实验的动机被认为是。等离子体成分的感应电荷密度分布的亚音速，音速和超音速制度进行了讨论。此外，它表明，在附近的试探电荷的等离子体极化显示不同的缩放在亚音速和超音速制度。
2017-09-27 physics.plasm-ph
Anomalously Hot Electrons due to Rescatter of Stimulated Raman Scattering in the Kinetic Regime
利用粒子模拟方法，研究了在后向散射波数乘以德拜长度（kλ D）大于0.3的动力学体系中，受激喇曼散射和再散射激发的电子等离子体波产生热电子的过程。我们发现，在国家点火装置（NIF）的实验可能相关的激光和等离子体条件下，可以通过相互作用产生的等离子体波的离散谱的SRS（后向和前向散射），rescatter，和的rescatter产生的等离子体波的朗缪尔衰变的能量极大的电子。当电子传播到等离子体波中时，它们的能量自举，相速度逐渐变高。
2012-10-03 physics.plasm-ph
Determination of hybrid and direct laser acceleration dominated regimes in a 55fs laser driven plasma accelerator with ionization induced injection
利用55fs激光驱动等离子体加速器，研究了不同加速机制（直接激光加速（DLA）和尾流场）对等离子体加速的影响。在较低的电子密度，电子加速可以主要归因于DLA电离诱导注入。随着密度的增加，尾流场的作用越来越大，导致混合制度，并在密度高于自注入阈值，实验观察到的DLA和尾流场的贡献是可比的。在纯氮靶的情况下也观察到了主导DLA机制。使用EPOCH代码进行的2D PIC模拟证实了上述情况，并且还显示了表面波的产生，被认为是DLA预加速的潜在机制。
2019-08-08 physics.plasm-ph
Using dimensionality reduction and clustering techniques to classify space plasma regimes
无碰撞空间等离子体环境的典型特征是不同的粒子群。虽然它们的速度分布函数的矩有助于区分不同的等离子体状态，但分布函数本身提供了关于等离子体状态的更全面的信息，特别是在分布函数包括非热效应时。然而，与矩不同，分布函数不容易用少量参数来表征，这使得它们的分类更难以实现。为了进行这种分类，我们建议通过应用降维和聚类方法来区分不同的等离子体区域的电子分布在俯仰角和能量空间。我们利用四个独立的算法来实现我们的血浆分类：自动编码器，主成分分析，均值漂移和凝聚聚类。我们测试我们的分类算法，通过应用我们的计划，从测量地球的磁尾的EQUITER-PEACE仪器的数据。传统上，人们认为地球的磁尾被分成三个不同的区域（等离子体片、等离子体片边界层和叶瓣），这主要是由它们的等离子体特性定义的。从ECLAT数据库与等离子体参数的基础上相关联的分类，我们确定了8个不同的组的分布，这是依赖于显着更复杂的等离子体和场动力学。通过比较的平均分布，以及等离子体和磁场参数为每个区域，我们涉及到不同的等离子体片人口的几个群体，其余的我们归因于等离子体片边界层和叶。我们发现每个分类区域与ECLAT结果之间存在明显区别。
2020-10-21 physics.plasm-ph
Ion Potential in Non-ideal Dense Quantum Plasmas
在密度为$r_s\lesssim 2$、简并参数为$θ\lesssim 1$的情况下，利用Singwi-Tosi-Land-Sjölander近似研究了非理想稠密量子等离子体中屏蔽离子势，其中$r_s$为粒子间平均距离与第一玻尔半径之比，$θ$为电子的热能与费米能之比.各种交叉检查离子电位从基态量子蒙特卡罗数据，随机相位近似，以及与现有的分析模型。进一步讨论了电子关联效应对$0.1\leq r_s\leq 2$强耦合离子子系统动力学的重要性。
2017-09-15 physics.plasm-ph
Relativistic Laser-Plasma Interactions in the Quantum Regime
本文研究了相对论强激光与等离子体在量子态下的非线性相互作用。电子的集体行为由Klein-Gordon方程模拟，该方程通过Maxwell和Poisson方程与电磁波非线性耦合。这使我们能够研究任意大振幅电磁波与量子等离子体之间的非线性相互作用。我们已经使用我们的非线性方程组的理论研究的参数不稳定性，包括受激拉曼散射和调制不稳定性。本文还导出了准稳态电磁波包的传播模型，表明了量子等离子体中存在局域孤立子结构的可能性。数值模拟表明电子的崩溃和加速的非线性阶段的调制不稳定性，以及尾场加速的电子相对论速度的可能性，短激光脉冲在纳米尺度。该研究对于研究强X射线激光与固体密度等离子体的非线性相互作用具有重要意义，其中量子效应是重要的。
2010-11-26 physics.plasm-ph
Numerical investigation into the effects of non-equilibrium plasma discharge on two-stage ignition and LTC of DME/O2/Ar Mixtures
在平面对平面的几何结构中，在76 Torr的减压下，纳秒脉冲非平衡等离子体放电对DME/O2/Ar混合物的点火特性和低温化学或LTC的影响进行了数值研究。通过一个高保真的一维多时间尺度等离子体放电模型，对二甲醚在不同温度区的两阶段点火过程进行了详细的数值研究。设定两个不同的初始温度进行比较：550 K，负温度系数区域，LTC起主导作用; 800 K，中间温度区域，LTC通常不起重要作用。结果表明，在NTC区，非平衡等离子体放电的总点火延迟时间提高了15倍，第一阶段点火的显着改善约250倍。在中温区，等离子体的加入重新激活了两阶段点火特性，总点火延迟缩短了约75倍。这一观察结果表明，在中温区，等离子体放电不仅可以增强DME的点火特性，但也改变了反应途径的反应LTC反应途径，因此，两阶段点火行为再次发生。进一步的研究表明，等离子体增强点火和LTC在中温区是非线性的。当系统的累积能量增加时，非平衡等离子体放电的增强作用达到极限。考虑到热释放的总量，优化的电压脉冲数似乎在35-40的范围内，以提供对总点火延迟时间的最有效的增强。
2018-03-19 physics.plasm-ph
Structural transition of vortices to nonlinear regimes in a dusty plasma
本文建立了一个二维动力学模型，分析了处于动力学平衡的方位对称环形系统中的驱动耗散尘埃云的稳态，该系统与背景无界流动等离子体处于动力学平衡。其数值解不仅证实了在线性极限下驱动粉尘涡流的解析结构，而且还显示了粉尘涡流如何受到流动本身的非线性对流的强烈影响。在线性到非线性过渡区$0.001\le {\rm Re} < 50$内研究了各种系统参数，包括外部驱动场和雷诺数（Re）的影响。与各种相关的实验观察一致，在线性区域中围绕中心对称的流动结构开始在非线性区域中变得不对称。尘埃流的平衡结构在非线性区主要受运动粘滞、离子拖曳和中性碰撞等耗散尺度的影响，而在线性区主要受外部驱动场和约束边界的控制.
2018-06-25 physics.plasm-ph
Accurate Determination of the Shear Viscosity of the One-Component Plasma
利用平衡态分子动力学模拟和Green-Kubo关系式计算了单组分等离子体的剪切粘滞系数，得到了前所未有的精度。数值和统计的不确定性及其缓解，以提高精度进行了分析。在弱耦合区，我们的结果与Landau-Spitzer预言一致。在中等和强耦合制度，我们的结果被发现在很好的协议与最近获得的结果Yukawa单组分等离子体使用非平衡分子动力学。提供了一个实用的公式，用于评估跨耦合制度的粘度系数，从弱耦合制度凝固阈值。结果被用来测试在文献中发现的粘度系数的理论预测。
2014-07-15 physics.plasm-ph
Dim and bright void regimes in capacitively-coupled RF complex plasmas
我们的实验表明，在电容耦合RF复杂等离子体中的空隙可以存在于两个定性不同的制度。“明亮”的空隙的特征在于与空隙相关的明亮等离子体发射，而“暗淡”的空隙不具有可检测的发射特征。从昏暗到明亮的制度的转变发生与放电功率的增加，并具有不连续的字符。不连续性表现为在空隙尺寸功率依赖性的扭结。我们重现明亮的空隙（机械稳定，由于离子阻力和静电力的平衡）由一个简化的时间平均的一维流体模型。为了重现暗淡的空隙，我们人为地将径向离子扩散包括到离子的连续性方程中，这允许由于非常弱的静电力而机械地稳定空隙边界。空隙边界处的电场发生得如此之小，以至于根据实验观察，它不会引起与空隙相关的发射特征。
2020-10-25 physics.plasm-ph
Pauli blocking effects in thermalization of relativistic plasma
通过求解相对论性Uehling-Uhlenbeck方程组，研究了泡利阻塞对相对论性等离子体热化过程的影响。为此，我们认为等离子体的非平衡初态是强简并的。我们发现，当电子正电子湮没活跃时，初始等离子体简并很快被破坏。因此，在从非相对论性到温和相对论性的很宽的最终温度范围内，$0.1 m_e c^2 \leq k_B T\leq 10 m_e c^2$热化不受泡利阻塞的影响。相反，当电子正电子湮没过程不活跃时，这种简并等离子体中的热化过程受到泡利阻塞的强烈影响。这在平衡温度为$k_B T\leq 0.3 m_e c^2$的非相对论性等离子体或光子-电子等离子体中都是可能的。在这些情况下，所有的反应速率都被泡利阻塞强烈抑制，并且直到电子能够占据费米能量以上的能态才发生热化。在这种情况发生后不久，热化就以雪崩式的过程突然进行。
2020-03-16 physics.plasm-ph
A hydrodynamic model of Alfvenic waves and fast magneto-sound in the relativistically hot plasmas at propagation parallel to the magnetic field
研究了相对论热等离子体中的阿尔文波和快磁声。本研究基于一个新的等离子体流体力学模型，该模型包含四个物质场方程：浓度场和速度场\emph{and}、平均反向相对论$γ$函子和反向相对论$γ$函子的通量。发现了三种不同的阿尔文波谱行为的温度区，对于快磁声，得到了四种不同的温度区。所有这些制度显示相当大的变化，从非相对论性制度。解析地得到了平行于外磁场传播的电磁横波的色散方程。数值分析了它们的小频率解。
2021-08-28 physics.plasm-ph
