Transverse electric conductivity and dielectric function in quantum Maxwellian collisional plasma by Mermin approach
推导了量子麦克斯韦碰撞等离子体中横向电导的计算公式。动力学冯诺依曼方程在动量空间与碰撞积分的松弛形式。结果表明,当普朗克常数趋于零时,导出的公式转化为经典公式。它还表明,当无量纲波数的值是小的,电导公式转移到经典麦克斯韦等离子体的已知公式。
2012-06-26 physics.plasm-ph quant-ph
Longitudinal electric conductivity and dielectric permeability in quantum plasma with constant collision frequency in Mermin' approach
用Mermin方法详细推导了具有恒定碰撞频率的量子简并碰撞等离子体的纵向电导率和介电磁导率的计算公式。在弛豫近似下,动量空间中的动力学薛定谔-玻尔兹曼方程被使用。结果表明,当等离子体粒子碰撞频率趋于零(等离子体过渡到无碰撞频率)时,所推导的介电函数公式过渡到已知的Lindhard无碰撞等离子体介电函数公式。结果表明,推导出的介电磁导率公式与已知的Mermin公式一致。对介电函数的实部和虚部进行了图解研究。还对量子等离子体和经典等离子体介电函数的实部和虚部作了图解比较。用图解法研究了导数介电函数模。
2012-12-26 physics.plasm-ph quant-ph
Dielectric permeability tensor and linear waves in spin-1/2 quantum kinetics with non-trivial equilibrium spin-distribution functions
本文考虑了平行于外磁场传播的波。介电磁导率张量是从具有非平凡平衡自旋分布函数(NTESDF)的量子动力学方程在波扰动振幅的线性近似下导出的。在一般情况下,SDF的x-和y-投影是非零的,这被称为非平凡区域。NTESDF的贡献以相加的形式出现在介电磁导率张量中。它明确地在这里找到。对横波的色散方程作了相应的修正。数值计算了NTESDF在横波谱中的贡献。结果表明,对于相对较小的波矢和高于回旋频率的频率,NTESDF引起的项可以与经典项相媲美。在大多数的制度,额外的自旋引起的长期占主导地位的自旋长期发现之前,除了小频率制度,在哨声谱的贡献是可比的。结果表明,随着哨声波矢的增大,左旋圆极化波频率减小,高频右旋圆极化波频率增大,频率随频率增大而减小,自旋波频率急剧减小,自旋波群速度增大数倍.发现色散方程用于获得一个有效的量子流体力学再现这些结果。这种推广需要在自旋演化方程中引入相应的自旋流热部分的状态方程。
2017-05-26 physics.plasm-ph
Longitudinal electric conductivity and dielectric permeability in quantum plasma with variable frequency of collisions in Mermin' approach
在Mermin方法中,得到了碰撞频率依赖于动量的量子非简并碰撞等离子体的纵向电导率和介电磁导率的计算公式。采用弛豫近似下动量空间中的动力学方程。结果表明,当普朗克常数趋于零时,导出的公式就过渡到经典等离子体的相应公式。当等离子体粒子碰撞频率趋于零(等离子体变为无碰撞频率)时,推导的公式变为已知的Lindhard公式。结果表明,当碰撞频率为常数时,导出的介电磁导率公式与已知的Mermin公式一致。
2013-03-08 physics.plasm-ph quant-ph
Dielectric permeability at accounting of electrons contribution into their own screening
本文给出了用中性氢束附加加热等离子体时,托卡马克DIII-D等离子体中存在离子声振荡的实验事实。它与现代理论陈述相矛盾,即当离子温度大于电子温度时,等离子体中会产生这种类型的振荡。由于电子通过将自身周围的电子强行推开并暴露出离子骨架来提供自身的屏蔽,因此它们的极化云的半径应该大于德拜半径。因此,作者建议通过考虑电子对它们自身屏蔽的贡献,通过插入德拜半径的某些乘数和对该因子适当分频,来寻求动力学方程的决定。结果得到了一个新的磁导率表达式,当输入的乘子等于单位时,该表达式进入前者。对该表达式的分析表明,可能的低频和高频波动的频率特性与以前的等离子体频率保持一致,离子声波动获得了相同的相速度,但它们的激发条件变得不同,这对于纯氘等离子体现在已经有了看法:离子温度与电子温度的关系小于10,而不是以前的条件-电子温度与离子温度的关系大于10。
2014-05-14 physics.plasm-ph
The incomplete plasma dispersion function: properties and application to waves in bounded plasmas
不完全等离子体色散函数是等离子体色散函数的推广,其中定义积分跨越半无限域而不是无限域。当分布函数在速度相空间中的有限或半无限区间上近似为麦克斯韦分布时,它对于描述非麦克斯韦等离子体中的线性介电响应和波色散是有用的。一个普遍存在的例子是在边界鞘或双层附近发现的耗尽麦克斯韦电子分布,其中通过间隔可以被建模为麦克斯韦,其温度低于捕获间隔。耗尽麦克斯韦被用作一个例子来演示使用不完全等离子体色散函数计算修改波色散关系的效用。
2013-01-05 physics.plasm-ph
Transverse electric conductivity of quantum collisional maxwellian plasma
给出了量子碰撞麦克斯韦等离子体中横向介电函数和横向电导率的计算公式。采用BGK(Bhatnagar,Gross和Krook)形式的Wigner-Vlasov- Boltzmann动力学方程,在坐标空间中对碰撞积分进行处理。各种特殊情况都有详细说明。并与Lindhard公式进行了比较。
2010-05-05 math-ph math.MP physics.plasm-ph
Transversal electric conductivity and dielectric function in quantum Maxwell collisional plasma
推导了量子麦克斯韦碰撞等离子体中横向电导和介电磁导率(介电函数)的计算公式。动力学方程中的碰撞积分形式为松弛型。
2012-05-31 physics.plasm-ph quant-ph
Dielectric permittivity of electron plasma with laser beat waves
该研究在动力学方法框架下考虑粒子速度初始展宽,探究稀薄电子等离子体与激光拍频波的相互作用,推导得到各向异性介电张量、非平衡电流密度表达式及本构方程,并在麦克斯韦分布假设下对角化得到介电常数纵横分量的解析形式。
2024-07-11 physics.plasm-ph
An Assessment Of Full-Wave Effects On Maxwellian Lower-Hybrid Wave Damping
低杂波电流驱动执行器是现代聚变实验和聚变堆的重要组成部分。然而,LHCD的模拟通常与实验结果大不相同,并且彼此不同,特别是在推断的功率沉积轮廓形状方面。在这里,我们调查这种差异的一些可能的原因;“全波”效应,如干涉和衍射,这是从标准的光线跟踪模拟和反射和焦散附近的光线跟踪故障省略。我们比较射线跟踪模拟,以最先进的全波模拟匹配热等离子体介电张量在现实的托卡马克方案的第一次。我们表明,在以前的工作中,全波模拟和射线跟踪之间的差异主要是由于数值和物理模拟的不一致性,我们证明了射线跟踪和收敛的全波模拟之间的良好协议,可以在反应堆相关的情况下,大的射线焦散和弱阻尼的情况下。
2022-07-13 physics.plasm-ph
A quasi-local inhomogeneous dielectric tensor for arbitrary distribution functions
针对等离子体平行梯度影响波传播的问题,推导了适用于任意分布的准局域非均匀介电修正及新型积分技术,验证了其在低杂波电流驱动问题中的应用特性。
2022-10-18 physics.plasm-ph
The Dielectric Response of Plasmas with Arbitrary Gyrotropic Velocity Distributions
针对高温稀薄等离子体远偏离平衡、需精密计算介电响应的问题,研究更新了alps数值工具,采用多项式基的改进解析延拓方法,验证了不同VDF下色散关系解的连续性并评估了VDF结构的影响。
2025-09-02 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
Effect of temperature anisotropy on various modes and instabilities for a magnetized non-relativistic bi-Maxwellian plasma
利用均匀无碰撞磁化等离子体的动力学理论,对等离子体波和不稳定性作了进一步的评述,讨论了广义相对论介电张量的各向异性响应和任意分布函数的Onsager对称性。通常,我们观察到,对于这样的等离子体,只有那些磁场扰动垂直于环境磁场的电磁模式,即,B1 \perp B 0受各向异性的影响。然而,在斜传播中,所有模式都表现出这种各向异性效应。考虑非相对论性双麦克斯韦分布,在适当条件下研究广义介电张量的相关分量,导出了各种模式和不稳定性的色散关系。我们表明,只有电磁R-和L-波,那些来自他们和O-模式的热各向异性的影响,因为它们满足所需的条件B1 \perpB 0。相反,垂直传播的X模和由其衍生的模式(纯横向X模和伯恩斯坦模式)则没有这种效应。在一般情况下,我们注意到,热各向异性修改通过平行声学效应的平行传播模式,而它修改通过Larmor半径效应的垂直传播模式。在斜向传播的动力学阿尔芬波,热各向异性的影响的动力制度比它影响的惯性制度。广义快模表现出两种不同的声学效应,一种是在平行于环境磁场的方向上,另一种是在垂直于环境磁场的方向上。我们讨论了所有这些传播特性,并提出了图形插图。
2012-05-31 astro-ph.SR math-ph math.MP
Decay of Langmuir wave in dense plasmas and warm dense matter
利用固体物理中广泛应用的介电函数理论计算了稠密等离子体中朗缪尔波的衰减。四种情况下被认为是:一个经典的等离子体,麦克斯韦等离子体,一个退化的量子等离子体,和部分退化等离子体。结果与传统的朗道阻尼理论有很大的不同。
2010-04-27 cond-mat.quant-gas physics.plasm-ph quant-ph
Shielding of a moving test charge in a quantum plasma
利用Lindhard介电函数研究了单组分完全简并费米子等离子体中运动试探电荷的线性化势。我们发现,这种运动大大增强了电荷后面的弗里德尔振荡,特别是当速度大于费米速度的一半时,振幅的渐近行为从1/r^3变为1/r^2.5。在没有量子反冲(隧穿)的情况下,电势降低到类似于经典麦克斯韦等离子体中的形式,不同之处在于,在速度大于费米速度的电荷后面的等离子体振荡不是朗道阻尼的。
2010-08-31 physics.plasm-ph
Electron Landau damping in a laboratory dipole magnetic field plasma
本文导出了考虑环形电流半径有限的实验室偶极磁场等离子体(LDMFP)中射频波的横向和纵向介电常数元。LDMFP的主要特征是,与行星磁层等离子体相反,未被捕获的(循环)粒子可以沿着平衡磁场线存在/循环(与被捕获的粒子一起)。为了估计在LDMFP中吸收的波功率,将扰动电场和电流密度分量在极向角上分解成傅立叶级数。波吸收由扰动电场的所有谐波以及对角和非对角介电常数元素的贡献之和表示。在本文中,我们分析了数值的单独贡献的捕获和未捕获的电子的纵向介电常数元素的虚部LDMFP与平衡(麦克斯韦)分布函数的等离子体粒子在速度空间。这些信息是必要的估计碰撞波耗散的电子朗道阻尼。计算是在很宽的波频范围内进行的。
2004-10-18 physics.plasm-ph
Primordial plasma: influence of non-ideality on equilibrium radiation
本文研究了麦克斯韦等离子体中低频区平衡辐射的渐近行为。结果表明,即使对于弱非理想等离子体,平衡辐射也可以从本质上偏离普朗克定律。从普朗克分布的偏差描述的横向介电常数,考虑到频率和空间色散。等离子体非理想性的影响随着介电常数中的非理想性参数的增大而增大。平衡辐射的光谱能量分布在可观测频率的区域内基本上发生变化。在渐近低频下,平衡辐射开始表现出幂行为而不是对数行为。结果表明,在早期宇宙的原始等离子体中,辐射的光谱能量分布可能不同于普朗克分布。
2020-04-19 cond-mat.stat-mech physics.plasm-ph
Primordial plasma: influence of non-ideality on equilibrium radiation
本文研究了麦克斯韦等离子体中低频区平衡辐射的渐近行为。它表明,已经为弱非理想等离子体的平衡辐射可以基本上偏离普朗克定律。从普朗克分布的偏差描述的横向介电常数,考虑到频率和空间色散。等离子体非理想性的影响随着介电常数中非理想性参数的增大而增大。平衡辐射的光谱能量分布在可观测频率的区域内基本上发生变化。在渐近低的频率有转移从对数到幂行为的平衡辐射。结果表明,在早期宇宙的原始等离子体中,辐射的光谱能量分布可能不同于普朗克分布。
2020-04-13 physics.gen-ph physics.plasm-ph
Friedel oscillations in quantum degenerate collisional plasma. Screening of point charge
首次研究了碰撞对量子简并碰撞等离子体(T=0)中Friedel振荡的影响。结果表明,等离子体中碰撞的存在导致Friedel振荡的振幅和相移呈指数衰减。在线性近似下,相移等于费米波数与电子自由程乘积的倒数的一半。使用了作者发现的量子碰撞等离子体纵向介电磁导率的正确表达式(参见arxiv:1001.3937 [math-ph] 2010年1月22日)。
2010-08-30 math-ph math.MP physics.plasm-ph
Transverse electric conductivity in quantum collisional plasma in Mermin approach
推导了量子碰撞等离子体的横向电导率和介电磁导率的计算公式。利用动量空间中弛豫近似下的密度矩阵的动力学方程。结果表明,当Planck常数趋于零时,这些推导公式通过经典表达式,当电子碰撞频率趋于零时(即等离子体通过无碰撞等离子体),这些推导公式通过Lindhard早先推导的公式。当波数趋于零时,量子电导率通过经典电导率。将推导出的电导率与Lindhard电导率和经典电导率进行了图解比较。
2012-10-11 math-ph math.MP physics.plasm-ph