Relativistic quantum plasma dispersion functions
本文定义了相对论量子等离子体色散函数，并由此写出了电子（正电子）气体的纵向和横向响应函数。色散分为朗道阻尼，对创建和无耗散制度。在完全退化分布和非退化热（Jüttner）分布的情况下，给出了RQPDF的显式形式。特别强调的是放在耗散和色散之间的关系，与耗散处理的RQPDF的虚部。比较以这种方式计算的耗散与现有的治疗导致识别文献中的错误，我们纠正。我们还评论的一个争议，是否在超密等离子体中的色散曲线通过该地区的对创建是允许的。
2006-03-27 physics.plasm-ph
Attosecond dispersion as a diagnostics tool for solid-density laser-generated plasmas
极紫外脉冲可以通过电离的固体密度目标传播，不像光脉冲，因此有可能在亚飞秒时间尺度上探测这种等离子体的内部。提出了一种基于极紫外阿秒探测脉冲色散的固体密度激光等离子体综合诊断方法。通过计算极紫外探测脉冲在激光等离子体中传播的色散，证明了这种方法的理论可行性。等离子体动力学是使用粒子模拟计算的，而探针的色散是使用外部伪谱波解算器计算的，从而在计算色散时具有高精度。这种方法的应用说明薄膜塑料和铝目标照射的高强度泵浦脉冲。通过比较探测脉冲相对于泵浦脉冲在不同延迟处的色散，可以跟踪等离子体在其分解时的演变。色散的高频端提供了线积分电子密度的信息，而较低的频率更多地受到沿探针路径遇到的最高密度的影响。此外，薄膜干涉的存在可以用来研究等离子体表面的演变。
2022-04-26 physics.plasm-ph
Dispersion relation of square lattice waves in a two-dimensional binary complex plasma
二元复合等离子体由两种不同种类的微粒组成，在一定条件下可以形成二维正方形晶格。在强垂直约束抑制面外模的条件下，导出了纵、横面内模的方格子波色散关系。结果与Langevin动力学模拟得到的光谱进行了比较。此外，我们调查的两个粒子物种的电荷比和质量比的色散关系的依赖性。
2020-08-28 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
Stable and unstable roots of ion temperature gradient driven mode using curvature modified plasma dispersion functions
本文重新考虑了具有绝热电子的离子温度梯度驱动（ITG）模的基本局域动力学理论。标准的不稳定，纯振荡以及阻尼的本地色散关系的解决方案，使用括号技术，使用的参数原则。该方法需要计算等离子体介电函数及其导数，其在这里使用具有曲率的修改的等离子体色散函数及其导数来实现，并且允许包围/跟随对应于ITG色散关系的不同根的等离子体介电函数的零点。我们提供了一个开放源代码的实现修改后的等离子体色散函数的曲率，这是在这个配方中使用的衍生物。研究局部ITG色散，我们发现，在不稳定的阈值附近的不稳定分支是相当不对称的振荡的解决方案对较低的波数（即漂移波），和阻尼的解决方案对较高的波数。这表明一个类似于逆级联的过程，通过耦合到振荡分支朝向较低的波数，可能在ITG的非线性演化中发挥作用，在不稳定阈值附近。此外，使用该算法，线性波扩散的边缘稳定ITG模式估计。
2017-08-09 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
Experimental observation of strong coupling effects on the dispersion of dust acoustic waves in a plasma
实验研究了高岭土和$MnO_2$尘埃颗粒混合物在氩等离子体中的低频尘埃声波在强耦合区的色散特性。中性压力在一个很宽的范围内变化，以改变尘埃等离子体的碰撞性质。在低碰撞制度的营业额的色散曲线在较高的波数和由此产生的区域的$\partialω/\partial k < 0$被确定为签名的尘埃尘埃相关性。在高碰撞制度尘埃中性碰撞产生类似的效果，并防止明确识别强耦合效应。
2016-04-15 physics.plasm-ph
Dispersion relations for circular single and double dusty plasma chains
我们导出了二维环形谐振势阱中全同粒子系统的色散关系，它们通过汤川势相互作用，例如，一个布满灰尘的等离子环当颗粒在单链中时（即，一维环），我们发现了纵向声学模式和横向光学模式，其对于环的大半径显示出与直线配置的色散关系近似一致。当半径减小时，色散关系发生了变化：在交叉点附近出现了模的反交叉，导致了修正色散关系的上分支和下分支之间出现了频率间隙。对于双链（即，二维锯齿形配置），色散关系具有四个分支：纵向声学和光学以及横向声学和光学。
2011-07-20 physics.plasm-ph
A dispersion function for the regularized kappa distribution function
本文为超热等离子体中的正则化kappa分布定义了等离子体色散函数，并给出了其解析延拓、级数展开和渐近表达式等数学性质，扩展了该分布的理论处理。
2024-06-24 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
A linear dispersion relation for the hybrid kinetic-ion/fluid-electron model of plasma physics
发展了一种适用于等离子体物理的混合模型的色散关系，它结合了完全动力学离子和无质量电子流体的描述。虽然这个模型和它的变化已经被用来描述等离子体现象约40年，到目前为止，不存在一般的色散关系来描述模型中包含的线性波物理。以前的努力沿着这些线在这里扩展到保留任意波的传播角度，温度各向异性的影响，以及在广义欧姆定律，它确定的电场的附加条款。色散关系的数值求解器的开发，和线性波物理基准对一个完整的弗拉索夫-麦克斯韦色散关系求解器的解决方案。这项工作打开了大门，更准确地解释现有的和未来的波浪和湍流模拟使用这种类型的混合模型。
2016-05-23 physics.plasm-ph
Explosive Particle Dispersion in Plasma Turbulence
粒子动力学研究等离子体湍流，使用自洽动力学模拟，在两个维度。在稳态下，研究了单个质子和质子对在不同等离子体“β”（动压和磁压之比）值下的轨迹。对于单粒子位移，结果与流体和磁场线动力学一致，其中粒子经历正常扩散非常长的时间，具有较高的“β”更扩散。在中间时间范围内，分离位于惯性范围内，粒子在时间上经历爆炸性分散，与理查森预测一致。这些结果，获得了第一次与自洽动力学模型，相关的天体物理和实验室等离子体，湍流是至关重要的加热，混合和加速过程。
2016-08-03 physics.plasm-ph
The gyrokinetic dispersion relation of microtearing modes in collisionless toroidal plasmas
本文通过求解线性化回转动力学方程、准中性条件和安培定律，推导出无碰撞低β环向等离子体中微撕裂模的色散关系，揭示其由电子温度梯度经磁漂移驱动，为聚变装置抑制该不稳定性提供快速评估工具。
2024-02-26 physics.plasm-ph
Generalized curvature modified plasma dispersion functions and Dupree renormalization of toroidal ITG
为了表达准线性理论中的Dupree重整化色散关系，引入了一种新的曲率修正等离子体色散函数的推广。例如，Dupree重正化色散关系的回旋，环形离子温度梯度驱动（ITG）模式，其中的Dupree的扩散系数被假定为一个低阶多项式的速度，可以写完全使用广义曲率修改等离子体色散函数：Knm的。使用这些，杜普利的制定重整化准线性理论的重新审视的环形ITG模式。已经使用迭代方案获得了作为速度的函数的杜普里扩散系数，首先通过假设扩散系数在每个v处是恒定的（即适用于慢相关性），然后将所得的v相关性以复多项式系数的形式代入Knm's中进行验证。该算法通常在几次迭代后迅速收敛。由于准线性计算依赖于波数谱的假定形式，特别是在其峰值附近，因此该方法的实用性有待于在实际应用中确定。
2019-06-12 physics.plasm-ph
General dispersion equation for oscillations and waves in non-collisional Maxwellian plasmas
提出了一种新的有效的方法来寻找等离子体的振荡模式和波动模式。它意味着搜索一对二维极点（在坐标$x$和时间$t$中）自洽等离子体电场的拉普拉斯变换$E(x,t) \to E_{p_1p_2}$，其中$p_1 \equiv -i ω$，$p_2 \equiv i k$是拉普拉斯变换参数，即确定以下方程的一对零点：$$\frac1{E_{p_1p_2}} = 0 .$$这种用于搜索$E_{p_1p_2}$的双极点的条件方程我们称之为“一般色散方程”，只要它被用于找到对值（$ω^{(n)}, k^{(n)}$），$n=1, 2, ...$。它与经典的色散方程$ε_l(ω,k) = 0$（也不是它的推广）基本不同，其中$ε_l$是纵向介电常数，它的解析公式是根据朗道解析延拓导出的。与完全等离子体特征的$ε_l$不同，函数$E_{p_1p_2}$由初始和边界条件定义，并允许为每个具体的等离子体问题找到所有各种渐近等离子体模式。在本文中，我们证明了一些可能性，应用这种方法的最简单的情况下，无碰撞的离子-电子等离子体和电子等离子体与碰撞描述的碰撞弛豫项$-νf^{(1)}$。
1997-09-23 physics.plasm-ph
First direct measurement of optical phonons in 2D plasma crystals
实验研究了二维等离子体晶体中离面极化声子谱。首次采用一种新的粒子成像方法直接测量了色散关系。证明了离面模具有负色散，并与理论结果进行了比较。简要讨论了等离子体尾流对色散关系的影响。
2009-07-29 physics.plasm-ph
Spin Dynamics in Rotating Quantum Plasmas: Coupled EPI Dispersion and Solitary wave analysis
本文研究旋转天体物理量子等离子体中自旋、费米压力和 Bohm 势对静电波的影响，得到 e-p-I 耦合色散关系，并通过 KdV 方法获得孤子解，揭示量子效应增强色散与孤子稳定性。
2025-04-08 physics.plasm-ph
Characteristics of Quantum Magnetosonic-Wave Dispersion
利用量子磁流体力学（QMHD）模型，研究了准中性量子电子-离子等离子体中磁声波在非相对论和相对论简并两种不同区域的线性色散，并考虑了等离子体组分效应.结果表明，简并电子的顺磁自旋效应在磁声波动力学中起着关键作用。发现在这种等离子体中，线性波速在某一简并参数处有极小值。这是由于相对论简并度和泡利自旋磁化之间的微妙相互作用。研究还表明，在相对论简并极限下，等离子体成分对线性色散有显着影响，这与非相对论情况相反;在非相对论简并区，塞曼能量对线性色散有显着影响，这与相对论简并区在线性扰动极限下的影响不同。目前的研究结果可以在惯性等离子体约束和天体物理简并等离子体的重要应用。
2012-08-20 physics.plasm-ph
Dispersion of the laser pulse through propagation in underdense plasmas
激光脉冲在低密度等离子体中的传输是激光与等离子体相互作用过程中的一个重要方面。在这项工作中，我们探讨了两个区域的激光在等离子体中的传输，一个与$a_0 < 1$和其他与$a_0 \gtrsim 10$。对于$a_0<1$的情况，我们使用冷相对论流体模型，其中除了不动的离子没有进一步的近似。激光脉冲的振幅，脉冲持续时间，和等离子体密度的影响进行了研究，使用流体模型，并与预期的标度律和PIC模拟进行比较。流体模型和PIC模拟之间的协议被发现是优秀的。此外，对于$a_0 \gtrsim 10$情况，我们单独使用PIC模拟。从电磁场能量到纵向静电场能量的转换之间的微妙相互作用导致了色散，从而导致泵浦激光脉冲的红移。我们还研究了色散脉冲（在欠稠密等离子体中传输后）与亚波长双层复合靶的相互作用。发现来自薄的低密度第二层的离子被有效地加速到$\sim 70$ MeV，这在没有分散的情况下是没有发现的。
2018-11-03 physics.plasm-ph
Response: Comment on "Energy Transfer and Dual Cascade in Kinetic Magnetized Plasma Turbulence"
我们回应最近对我们的信[G. G. Plunk和T. Tatsuno，Phys. Rev. Lett. 106，165003（2011）]。该评论声称，我们的论点频谱转移方向是不完整的。这篇评论对我们的论点作了不完整的说明。我们解释了我们的信的论点，在充分，是自成一体的一致性和良好的数字证据的支持。评论中的其他技术陈述被解释为不正确。我们引导感兴趣的读者阅读我们即将发表的文章，这篇文章应该澄清任何剩余的技术模糊之处，并阐明更深层次的物理问题。
2011-06-05 physics.plasm-ph
Dispersion in Rotating Electron-Positron-Ion Quantum Plasma
本文研究了旋转参考系内三分量e-p-i量子等离子体中电磁波的传播，考虑了自旋、Fermi压力、量子Bohm势、旋转和引力效应，发现Fermi压力和Bohm势的量子效应显著影响粒子动力学。
2025-04-07 physics.plasm-ph
General dispersion properties of magnetized plasmas with drifting bi-Kappa distributions. DIS-K: DIspersion Solver for Kappa plasmas
已知空间等离子体处于（局部）热力学平衡之外，因为观测显示等离子体粒子的非热速度分布的直接或间接证据。突出的是相对于磁场的各向异性，各向异性的温度，场对齐的光束或漂移的人口，而且，超热人口提高所观察到的分布的高能量的尾巴。漂移的bi-Kappa分布函数可以很好地表示这些特征，并能够对这些碰撞贫乏的等离子体的分散和稳定性进行动力学基本描述，其中粒子-粒子碰撞很少，但波-粒子相互作用似乎在动态中起主导作用。在本文中，我们推导出的漂移双卡帕分布建模的磁化等离子体种群的色散张量的全套组件。提出了一种新的求解器DIS-K（DISpersion Solver for Kappa plasmas），用于数值求解高复杂度的色散关系。通过与其他代码获得的阻尼和不稳定的波的解决方案进行比较，在漂移麦克斯韦和非漂移Kappa模型的限制操作的求解器进行验证。这些新的理论工具，使更现实的特点，分析和数值，波波动和不稳定性在复杂的动力学配置现场测量空间等离子体。
2021-05-06 physics.plasm-ph physics.space-ph
Harris Dispersion Relation and Bernstein Modes in Dense Magnetized Quantum Plasmas
本文基于量子动理论将Bernstein模式从经典扩展至量子等离子体，推导了量子版Harris色散关系，并通过数值求解伪微分算子及引入磁化平衡Wigner函数，揭示了量子效应对波行为的显著影响。
2024-11-18 physics.plasm-ph
Anomalous Group velocity and Plasma Dispersion in the Laser Wakefield Accelerator through a new Relativistic Theory
本文提出了一种新的冷相对论理论来描述激光尾场加速器（LWFA）在脉冲演化过程中的特性，该理论可用于研究群速度和等离子体色散。这种新的能力主要是由于利用真正的洛伦兹增强脉冲共同移动（LPCM）框架的概念，尽管以前的研究。在没有脉冲演化的情况下，该理论被简化为著名的准静态近似（QSA），并在其新的结果方面与粒子模拟（PIC）显示出良好的一致性。所得结果显示了LWFA的完全非线性等离子体物理的极其特殊的性质。结果表明，光的局域群速度和相速度近似相等。所获得的群速度在时间上的演变根据（和参数取决于尾振幅和初始群速度）在早期阶段，显示非显式的密度依赖性和保持以上的线性值在很长一段时间的传播。另一方面，所获得的载波模式方程一致地表明出现了一个新的色散分支，其线性关系为光速。对于这些评论，我们详细阐述了等离子体色散的模拟，证实了所观察到的异常和新分支的出现。此外，在色散计划的光谱演化的详细描述，它示出的色散异常往往停止在长脉冲长度。
2018-04-25 physics.plasm-ph
Potential formulation of the dispersion relation for a uniform, magnetized plasma with stationary ions in terms of a vector phasor
本文用电动力学势公式重新推导了在恒定背景磁场作用下含有静止离子的均匀等离子体的螺旋色散关系。在与标准导数相同的条件下，讨论了受扰电子流与其产生的电势之间的非线性自耦合。一般传播矢量的平面波解决方案确定为所有频率，并表示在一个矢量相量。溶液在真空单位中的行为取决于电导率与背景场大小的比值。只有在低电导率和低于回旋频率时，才能发生显著的传播，这是由趋肤深度与波长之比确定的。
2012-05-10 physics.plasm-ph
Onset of negative dispersion in one-component-plasma revisited
提出了一种描述经典单组分等离子体（OCP）纵向（等离子体激元）模长波长色散的简单方法，其主要目标是正确捕获负色散的发生。该方法适用于三维和二维OCP。预测的负色散的发生比较以及从数值模拟和更复杂的理论模型的可用结果。
2016-10-14 cond-mat.soft physics.plasm-ph
Dispersion Relations for Thermally Excited Waves in Plasma Crystals
利用Box_Tree程序对等离子体晶体中的热激发波进行了数值模拟。该代码是一个Barnes_Hut树代码证明有效的建模系统组成的大量粒子。单个粒子之间的相互作用被假定为符合汤川势。粒子的电荷、质量、密度、德拜长度和输出数据间隔都是可调参数。采用傅里叶变换的输出数据，色散关系的纵向和横波模式被确定。这些进行了比较，从实验中获得的色散关系，以及一个理论的基础上的谐波近似的潜力。发现它们在0.9<k<5的范围内一致，其中k是屏蔽参数，由粒子间距离a和尘埃德拜长度ID之间的比率定义。这是对实验数据的改进，因为目前的实验只能验证k = 1.5的理论。
2003-08-18 physics.plasm-ph
Upper-hybrid and electron-cyclotron waves in a laboratory magnetoplasma: weak spatial dispersion and parametric effects
本文研究了冷（Te=0.5eV）、大（长1.2m，直径70 cm）、均匀的麦克斯韦实验室磁等离子体在上混合频率范围内的短波等离子体波辐射。虽然空间色散的特征参数b2= VTe 2/c2很小（b2<10-6），但等离子体电子的热运动强烈地改变了上混合等离子体波的色散特性。实际上，只有当参数范围同时满足两个不等式：wc<w<2 wc，wp<w<wuh时，才能观察到UH等离子体波的共振锥状色散。在此参数范围内，在谐振方向上的最大折射率已被发现限制在nmax~15;新的UH模式，其色散由锥形折射决定已被发现在附近的上混合谐振（w=wuh）。在w<2 wc，wp<w<wuh处的波色散不符合冷等离子体近似，而是由沿环境磁场传播的热等离子体波决定的。特别注意的是在电子回旋共振附近的波的传播特性。当两个电磁波（w1=wc，w2=wc+Dw）同时传播时，当Dw近似等于较低的混合频率时，观察到一个有趣的减小电子回旋阻尼的效应。这种效应可以用三波参量过程来解释，类似于三能级原子系统中的电磁感应透明效应。减少电子回旋阻尼作为泵波的拍频和振幅的函数被广泛研究。讨论了所观察到的效应在等离子体物理和电子学中的可能应用。
2004-10-20 physics.plasm-ph
Quantum Treatment of Kinetic Alfvén Waves instability in a dusty plasma: Magnetized ions
研究了三分量非简并流动等离子体中惯性区动力学Alfvén波的色散关系。利用流体- Vlasov方程导出了量子等离子体的线性色散关系.在Vlasov模型中引入Bohm势引起的量子修正CQ的增加，抑制了Alfven波的频率和不稳定性的增长率。一些解析表达式推导出各种模式的传播。研究还发现，许多系统参数，如尘埃流速度、尘埃电荷、数密度和量子修正等，对色散关系和不稳定性增长率有显著的影响。
2016-08-01 physics.plasm-ph
Gyro-viscosity and linear dispersion relations in pair-ion magnetized plasmas
本文发展了一个考虑陀螺粘性的流体理论，研究了圆柱对称均匀对离子磁化等离子体中的波传播特性。由Hankel-Fourier变换导出的精确色散关系与Oohara及其同事在实验中观察到的色散关系相当。陀螺粘度是通过抑制通常导致色散的前向性质的热压力的影响而导致离子回旋波的传播特性从前向到后向的变化的原因。虽然实验已经解释了本作者的动力学理论，动力学推导是如此涉及，因为精确的粒子轨道在相空间中，有限的拉莫尔半径效应，和更高的阶离子回旋共振。目前的流体理论提供了一个简单和透明的结构的色散关系，因为陀螺粘度重整为离子回旋频率，这本身表明了落后的性质的色散。流体理论通常的缺点是只处理系统中激发的本征波的基本模式，而不能描述动力学理论所描述的高次谐波，这一缺点可以通过基于回转粘度重整化的简单推导和清晰的图像来补偿。
2015-10-17 physics.plasm-ph
Numerical Simulations and Analysis of Thermally Excited Waves in Plasma Crystals
采用Box_tree程序建立了二维单层等离子体晶体的数值模型。Box_tree是一个Barnes_Hut树代码，它在建模由大量粒子组成的系统中被证明是有效的。对该等离子体晶体中的热激发波进行了数值模拟，得到了纵、横波模的色散关系，并与实验外推的色散关系和基于谐波近似的理论进行了比较。结果表明，在0.9<k<5的范围内，在不同的波传播方向和不同的粒子荷数下，计算结果与理论色散关系符合较好。
2003-07-17 physics.plasm-ph
Dispersion of Waves in Relativistic Plasmas with Isotropic Particle Distributions
朗缪尔和横波的色散规律计算在相对论非磁化形式主义的几个各向同性粒子分布：热，幂律，相对论洛伦兹$κ,$和混合$β$。对于朗缪尔波，在一定的分布参数范围内，确定了超光速无阻尼、亚光速阻尼主模和高阶模的参数。无阻尼和主阻尼模式匹配顺利。主阻尼和第二阻尼模式被发现不匹配顺利。最大波数的存在被发现以上没有纵向模式形式上存在。高阻尼模式被发现是定性不同的热和某些非热分布。与已知结果一致，非热幂律分布的朗道阻尼更强。得到了单无阻尼横模的色散规律。最简单的分布的分析结果。
2009-01-26 physics.plasm-ph
Exchange effects in Coulomb quantum plasmas: Dispersion of waves in 2D and 3D mediums
本文描述了三维和二维等离子体的库仑交换作用的量子流体力学方程。导出了力密度的显式表达式。提出了考虑交换作用的库仑量子等离子体的非线性薛定谔方程。我们显示的贡献的交换相互作用中的分散的朗缪尔，和离子声波。我们考虑了自旋极化率对库仑交换作用强度的影响。这是重要的，因为具有相同自旋方向的粒子和具有相反自旋方向的粒子之间的交换相互作用是不同的。在小的粒子浓度$n_{0}<<10^{25}cm^{-3}$和小的极化，交换相互作用给出了费米压力的小的减少。随着极化强度的增加，交换作用的作用变得更加重要，从而可以克服费米压力。交换作用也降低了朗缪尔频率的贡献。由于交换作用改变了压力的符号，因此在大极化极限下不存在离子声波。在大的粒子浓度$n_{0}>>10^{25}cm^{-3}$的费米压力占主导地位的交换相互作用的所有极化。我们对二维量子等离子体也得到了类似的结果。
2014-03-24 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
Wave instabilities in anisotropic regularized Kappa plasmas: New plasma dispersion functions and numerical validation
Universidade Federal do Rio Grande do Sul（南里奥格兰德联邦大学）；Ruhr-Universität Bochum（波鸿鲁尔大学）；KU Leuven（荷语鲁汶大学）
针对标准Kappa分布对参数的限制，采用正则化Kappa分布描述各向异性等离子体，推导了新的色散函数并求解色散方程，通过解析与数值方法验证了波不稳定性，揭示了正则化截止各向异性对稳定性的双重作用。
2026-10-14 physics.plasm-ph
A Full-Matrix Approach for Solving General Plasma Dispersion Relation
虽然等离子体色散关系的一般解析形式早已有之，但如何给出一个通用的数值解是等离子体物理中一个尚未解决的难题。我们把这个问题转化为一个全矩阵特征值问题，它允许数值计算所有的色散关系解，完全不受收敛问题的影响，并能自然地给出任意复杂的多尺度流体等离子体的偏振。尝试通过$N$对动力学等离子体的Padé点色散函数进行近似也显示了良好的结果。
2013-04-22 astro-ph.SR physics.comp-ph physics.plasm-ph
Dispersion Relations for Bernstein Waves in a Relativistic Pair Plasma
完全相对论性地处理电子-正电子对等离子体中的伯恩斯坦波，由于问题的性质非常复杂，一直是一项艰巨的任务。在这篇文章中，我们进行围道积分的介电响应函数和数值计算的色散曲线的均匀，磁化，相对论性的电子-正电子对等离子体。的行为的分散体解决方案的几种情况下，不同的等离子体温度突出显示。特别是，我们发现两个波模式，只存在于大的波长和频率类似的回旋频率在适度相对论对等离子体。这里提出的结果有重要的影响，这些对象的研究中，一个热的磁化电子-正电子等离子体在产生所观察到的辐射中起着重要的作用。
2009-08-21 astro-ph.HE physics.plasm-ph
Collective excitations of rotating dusty plasma under quasi-localized charge approximation of strongly coupled systems
在强耦合系统准定域电荷近似（QLCA）框架下，考虑尘埃旋转，分析了旋转尘埃等离子体的集体激发.考虑到最近的旋转尘埃等离子体实验所建立的“旋转等离子体”的磁等离子体激元的公司类比，在他们的强耦合和2维（经常引入重力沉降）的特点，强调在他们的分散的旋转引入的松弛。有限旋转版本的强和弱耦合色散的推导和分析，显示之间的对应关系的“更快的旋转，但弱耦合”的分支和其强耦合对应，相关的磁化和未磁化的尘埃实验，在重力或微重力条件。他们的测量在旋转等离子体和QLCA产生的分散体在一个旋转的框架，一个独立的数值验证之间的第一个对应关系，详细介绍。
2021-08-11 physics.plasm-ph
Topology of the Warm plasma dispersion relation at the second Harmonic Electron Cyclotron Resonance Layer
对于电子回旋共振频率范围内的波，热等离子体色散关系可以被转换成$N_\perp$的双二次方程的形式，其中系数是$N_\perp^2$的函数，并且需要迭代过程来获得解。然而，这种迭代过程没有得到很好的理解，并且未能收敛到二次谐波共振层处的解。特别是在波可以耦合到电子伯恩斯坦波的更高密度下。本文着重于解决迭代法收敛性差的问题，使确定的拓扑结构的色散关系周围的二次谐波使用完全相对论代码斜波。提出了一种前馈控制器，该前馈控制器具有在复平面内调节$N_\perp^2$的步长的旋转的能力，同时还限制步长。结果表明，控制器的实施稳定不稳定的解决方案，同时提高整体的迭代鲁棒性。这允许在第二谐波电子回旋共振层的快速非常模式和电子伯恩斯坦波之间的耦合的评价，对于非垂直传播的波。
2020-10-16 physics.plasm-ph
Kinetic-simulation study of propagation of Langmuir-like ionic waves in dusty plasma
通过三组分动力学模拟方法研究了离子扰动在尘埃等离子体中的传播，其中电子、离子和尘埃粒子三种元素的时间演化均基于Vlasov方程和Poisson方程耦合。两种情况下的重点是：第一个完全电子耗尽尘埃等离子体，即，由离子和尘埃粒子组成的等离子体。第二种情况包括大的电子-离子温度比的尘埃等离子体。研究了这两种情况下离子波的主要特征，包括色散关系和朗道阻尼率。结果表明，离子波的色散关系完全符合朗缪尔波的色散关系，因此被称为类朗缪尔离子波，可以被认为是离子朗缪尔波。这些波可以从理论上预测的尘埃离子声波的色散关系。在第一种和第二种情况下，离子波从尘埃离子声波向类朗缪尔波的过渡表现为尖锐/光滑。基于仿真结果的朗道阻尼率，并与理论预测进行比较。
2016-12-19 physics.plasm-ph
Surface plasmon oscillations in a semi-bounded semiconductor plasma
研究了半束缚半导体等离子体中表面等离子体激元振荡的色散特性，其中包括电子和空穴自旋极化引起的库仑交换力的影响以及费米简并压力和量子玻姆势的影响.从耦合到泊松方程的量子流体力学（QHD）模型出发，导出了表面等离子体波的一般色散关系。恢复了此上下文中之前的结果。表面波的色散特性进行了分析，在一些特定的情况下的兴趣和量子力对这些波的相对影响也进行了研究，为纳米尺寸的GaAs半导体等离子体。结果表明，库仑交换效应显著地改变了表面等离子体波的行为。所得结果可用于了解固体密度等离子体中表面波的传播特性。
2017-10-10 physics.plasm-ph
Equilibrium radiation in a plasma medium with spatial and frequency dispersion
对等离子体介质中平衡辐射的研究表明，这种辐射的光谱能量分布不同于普朗克平衡辐射。利用量子电动力学方法，得到了带电粒子系统平衡辐射谱能量密度的一般关系式，该关系式通过考虑空间色散和频率色散的显式横向介电常数以及有限的碰撞阻尼，考虑了等离子体对平衡辐射的影响。对于无穷小阻尼的极限情况，结果与已知的表达式一致。
2019-09-11 cond-mat.stat-mech physics.plasm-ph
Radiative corrections to the Coulomb law and model of dense quantum plasmas: Dispersion of waves in magnetized quantum plasmas
考虑了对电磁相互作用的两种量子电动力学辐射修正及其对高密度量子等离子体性质的影响。考虑了库仑相互作用的线性辐射修正。它的贡献的朗缪尔波的频谱。第二类辐射修正与强电磁场下麦克斯韦方程组的非线性有关。简要讨论了它对磁化等离子体横波谱的贡献。在考虑朗缪尔波谱时，我们考虑了自旋向上和自旋向下的电子的不同分布的影响，揭示了费米压力的变化。
2014-05-15 cond-mat.stat-mech physics.plasm-ph
Dispersion and damping of ion-acoustic waves in the plasma with a regularized kappa-distribution
本文推导正则化 kappa 分布等离子体中离子声波的广义色散关系与阻尼率，并通过数值分析揭示其对 alpha、kappa 参数的依赖及与标准 kappa 分布的差异。
2023-09-27 physics.plasm-ph physics.space-ph
Surface plasmon polaritons in a semi-bounded degenerate plasma: role of spatial dispersion and collisions
半束缚简并等离子体（例如，金属）的研究使用准经典平均场动力学模型，考虑到等离子体的空间色散（由于电子的量子简并性）和电子-离子（电子晶格，金属）碰撞。SPP色散和阻尼在延迟（$ω/k_z\sim c$）和非延迟（$ω/k_z\ll c$）区域中以及两者之间获得。结果表明，等离子体的空间色散显着影响SPP的属性，特别是在短波长（小于碰撞趋肤深度，$λ\lesssim c/ω_{pe}$）。也就是说，SPP的无碰撞（朗道）阻尼（由于空间色散）在宽范围的SPP波长中与纯碰撞（欧姆）阻尼（由于电子-晶格碰撞）相当，例如，在T=293 K时，金中SPP的$λ\sim20$ nm至$λ\sim0.8$ nm，在T=100 K时，金中SPP的$λ\sim400$ nm至$λ\sim0.7$ nm。空间色散也示出影响，在一个定性的方式，在短波长$λ\lesssim c/ω_{pe}$的分散的SPP。
2012-12-13 cond-mat.quant-gas physics.plasm-ph
Wave dispersion in pulsar plasma: 2. Pulsar frame
本文讨论了脉冲星等离子体中的波色散，强调了不同惯性系的相关性，特别是等离子体静止系${\cal K}$和等离子体以速度$β_{\rm s}$流动的脉冲星系${\cal K}'$。洛伦兹变换的效果上都亚光速，$|z|<1$，和超光速，$|z|>1$，波进行了讨论。有人认为，一个相对论流分布的首选应该是一个洛伦兹变换的尤特纳分布，这样的分布相比，包括相对论流高斯分布的其他选择。给出了介电张量的洛伦兹变换，并利用它导出了${\cal K}$和${\cal K}'$中相对论等离子体色散函数之间的显式关系。结果表明，色散方程可以写成一个不变的形式，这意味着在任何两个惯性系的波模式之间的一一对应。虽然在等离子体静止坐标系中只有三种模式，但${\cal K}$中的反向传播或负频率解有可能转化为${\cal K}'$中的附加正频率解，这些正频率解可被视为附加模式。
2019-06-03 astro-ph.HE physics.plasm-ph
Kinetic description of the oblique propagating spin-electron acoustic waves in degenerate plasmas
从自旋独立演化的量子动力学角度考虑了简并磁化等离子体中自旋电子声波的斜传播，其中自旋向上的电子和自旋向下的电子被视为具有不同平衡分布的两种不同粒子.它被认为是在静电极限。导出了相应的色散方程。色散方程的解析分析在长波长的限制，找到一个近似的色散方程描述的自旋电子声波。数值求解了近似色散方程。实部和虚部的自旋电子声波频率计算不同的值的参数描述的系统。结果表明，随着波传播方向与外加磁场夹角的增大，自旋电子声波频率的实部和虚部均减小。自旋极化的增加也降低了频率的实部和虚部。频率的虚部对波矢有非单调的依赖性，表现出单一的极大值。频率的虚部与实部相比对于所获得的色散方程的适用区域中的所有参数是小的。
2017-10-22 physics.plasm-ph
Electron Acoustic Solitary Structures in Nanoparticle Doped Semiconductor Quantum Plasma
本文基于量子流体动力学模型，研究了掺杂纳米颗粒的半导体量子等离子体中电子声波的色散关系与非线性孤立结构，发现量子效应稳定高频波传播，而纳米颗粒增强色散并使孤子具有更高振幅与更宽结构。
2025-04-04 physics.plasm-ph
Elliptically polarized electromagnetic waves in a magnetized quantum electron-positron plasma with effects of exchange-correlation
研究了磁化电子-正电子对等离子体中椭圆极化电磁波的色散特性，研究了粒子色散与玻姆势、费米简并压力和交换关联力的关系.通过这些量子效应，确定了两种可能的非常波或X波模式，并对它们的传播特性进行了数值研究。结果表明，由于这些量子效应，上混合频率，截止频率和谐振频率不再是常数，而是色散的。结果表明，粒子色散和交换关联力对X波的长短波长（与费米德拜长度相比）具有不同的支配作用。本研究将有助于理解EP等离子体振荡的集体行为以及磁化密度EP对等离子体中非常波的传播。
2016-04-29 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
Short wavelength electromagnetic propagation in magnetized quantum plasmas
研究了非相对论量子等离子体中等离子体波传播的量子电动力学（QED）短波长修正。导出了热多组分量子等离子体的一般色散关系。研究发现，通过简单地替换热速度和等离子体频率，任何波模的经典色散关系都可以被修改为包括量子和短波长QED效应。此外，色散关系已被修改，以包括强磁场的QED效应。结果表明，强磁场和短波长QED校正将在真空和其他非色散等离子体模式中引起色散。实验室和天体物理系统的应用进行了讨论。
2007-03-14 hep-ph physics.plasm-ph
Linear Dispersion Theory of Parallel Electromagnetic Modes for Regularized Kappa-Distributions
现场测量的速度粒子分布在空间等离子体偏离麦克斯韦（热）平衡，表现出增强的超热尾巴，这是很好地描述了标准的卡帕分布（SKD）。尽管它的成功应用，SKD是经常有争议的，由于一系列的非物理影响，如发散的速度矩，阻止宏观描述的等离子体。正则化卡帕分布（RKD）被引入到克服这些限制，但RKD-等离子体的色散特性尚未探索。本文计算了用RKD表征的等离子体中电磁模的频率波数色散和阻尼或增长率。这个任务是通过使用基于网格的动力学弥散解算器LEOPARD为任意回旋分布[P.Astfalk和F. Jenko，J. Geophys. Res. 122，89（2017）]。通过再现以前的SKD和Maxwellian获得的结果，我们验证了代码的功能。此外，我们应用各向同性和各向异性RKD研究了稳定的电磁电子回旋（EMEC）和离子回旋（EMIC）模式以及温度各向异性驱动的不稳定性，两者都是针对$T_\perp / T_\parallel > 1$的情况（EMEC和EMIC不稳定性）和$T_\perp / T_\parallel < 1$情况（质子和电子不稳定性），其中，$\parallel$和$\perp$表示与局部时间平均磁场平行和垂直的方向。只要截断参数$α$足够小，结果表明RKD在定性和定量水平上再现了SKD等离子体的色散曲线。然而，对于更高的值，会发生物理上显著的偏差。
2020-06-05 physics.plasm-ph
Dielectric Functions and Dispersion Relations of Ultra-Relativistic Plasmas with Collisions
本文计算了电子-正电子等离子体和夸克-胶子等离子体的介电函数。我们使用经典的输运理论，并考虑到弛豫时间近似内的碰撞。从这些介电函数，我们得到的纵向和横向等离子体波的色散关系。
2004-05-25 astro-ph hep-ph nucl-th
Wave dispersion derived from the square-root Klein-Gordon-Poisson system
近年来，等离子体的量子相对论模型引起了人们极大的兴趣。特别是显着的进展已经获得了通过Klein-Gordon-Maxwell系统，它提供了一个一阶的量子等离子体的相对论制度的方法。只要等离子体自旋动力学不是一个基本的方面，它是一个可靠的方法，需要使用更精细（和更重）的模型，包括保利-薛定谔或狄拉克方程。在这项工作中，进一步简化被认为是追溯到早期的相对论性量子理论。也就是说，我们重新访问的平方根Klein-Gordon-Poisson系统，其中的相对论性能量动量关系的正分支映射到一个量子波动方程。相关的线性波的传播进行了分析，并在文献中的结果进行比较。我们确定的物理参数，同时量子和相对论效应可以在弱耦合静电等离子体中是显而易见的。
2013-07-30 physics.plasm-ph
