Ideal hydrodynamic scaling relations for a stagnated imploding spherical plasma liner formed by an array of merging plasma jets
这项工作提出了缩放关系的峰值热压力和停滞时间（超过峰值压力是持续的）的内爆球形等离子体衬里形成的合并等离子体射流的阵列。结果来自三维（3D）的理想的流体动力学模拟结果获得的光滑粒子流体动力学代码SPHC。将3D结果与等效的一维（1D）模拟结果进行比较。结果表明，热压力峰值与射流数、初始射流密度和马赫数成线性关系，与初始射流半径和速度成二次函数关系，与初始射流长度和燃烧室壁面半径的平方成反比关系。停滞时间的尺度近似为初始射流长度除以初始射流速度。3D和1D结果之间的差异归因于在1D模拟中包含热输运、电离和完美对称。这里报告的结果的一个子集形成了等离子体衬层实验的初始设计基础[S。C. Hsu等人，等离子体19，123514（2012）]。
2013-03-01 physics.plasm-ph
On a hydrodynamic description of waves propagating perpendicular to the magnetic field in relativistically hot plasmas
由浓度场、速度场、平均逆相对论$γ$函子和逆相对论$γ$函子的通量四个方程组成的等离子体流体力学模型，用于研究电磁波在垂直于外磁场传播时的高频频谱。与非相对论温度相比，在接近电子静止能量的温度下考虑的热效应大大改变了色散方程。对这些变化进行了分析。
2021-08-02 physics.plasm-ph
Electromagnetic Solitons in Degenerate Relativistic Electron-Positron Plasma
利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的正负电子等离子体中类孤子电磁分布的存在性。对于圆极化波，我们发现在相对论和非相对论简并等离子体中都存在孤子解。孤子脉冲局域化区域的等离子体密度显著降低。等离子体空化的可能性也被示出。
2015-04-13 physics.plasm-ph
Plasma hydrodynamics from mean force kinetic theory
University of Michigan（密歇根大学）
该研究采用平均力动理论评估双组分等离子体的多项输运系数，通过假设排斥库仑力实现分子动力学模拟，结果在Γ≈20内与模拟吻合良好，比传统理论适用范围大100倍，为稠密等离子体流体动力学提供新方法。
2025-11-12 physics.plasm-ph
Self consistent hydrodynamic description of the plasma wake field excitation induced by a relativistic charged-particle beam in an unmagnetized plasma
本文对细长相对论电子束在非磁化过密等离子体中的传输，提出了一个自洽的非线性流体动力学理论。束粒子的轨迹以及它们的速度扩散的随机分量由各向异性温度建模，允许束动力学近似为3-D绝热膨胀/压缩。{It结果表明，即使在不存在非线性等离子体尾流力的情况下，由于绝热压缩/稀疏的非线性效应，也可以实现光束在横向上的局域化，并构造出相干定态.数值计算揭示了光束聚焦和散焦的可能性，但通过适当的调整，光束的寿命可以显着延长，从而观察到横向振荡，{类似于}热波和Vlasov动力学模型中预测的。
2017-06-30 physics.plasm-ph
A Relativistic Plasma Polarizer: Impact of Temperature Anisotropy on Relativistic Transparency
三维粒子模拟表明，相对论热等离子体的增强透明度对能量如何在不同自由度之间分配很敏感。对于各向异性电子分布，传播特性，如临界密度，将取决于电磁波的极化。尽管在这样的等离子体中发生了韦伯不稳定性，但各向异性可以持续足够长的时间以影响激光传播。然后，该等离子体可以用作偏振器或波片，以显著地改变脉冲偏振。
2014-12-05 physics.plasm-ph
Modeling of relativistic ion-acoustic waves in ultra-degenerate plasmas
我们考虑由冷离子和超简并电子气组成的等离子体中的相对论离子声学模式，描述了相对论弗拉索夫-泊松系统。流行的相对论离子声波流体模型的关键检查，比较动力学和流体动力学的结果。动力学线性色散关系被证明是由严格的相对论流体动力学方程与Eschrasekhar的状态方程再现。
2017-12-14 physics.plasm-ph
On stability of collisional coupling between relativistic electrons and ions in hot plasmas
本文分析了热等离子体中相对论电子与非相对论离子的碰撞耦合。发现相对论效应产生了一个新的功能：当T_e<3T_i的条件保证低温等离子体中电子和离子之间的稳定碰撞耦合时，相对论效应使T_e/T_i的稳定性上限向更高的值移动。此外，对于足够高的温度，T_{e,i} > 75 keV，相对论电子和离子之间的碰撞去耦变得不可能。
2013-02-11 physics.plasm-ph
The effect of non-linear quantum electrodynamics on relativistic transparency and laser absorption in ultra-relativistic plasmas
借助大规模三维QED-PIC模拟，我们描述了一个现实的实验配置来测量集体效应，耦合强场量子电动力学等离子体动力学。当两束反向传播的激光以超过$10^{22}$ Wcm $^{-2}$的强度与箔相互作用时，会出现二元结果;当包括量子效应时，传统上将有效传输激光脉冲的箔变得不透明。这是等离子体行为的一个显著变化，直接作为辐射反应和对产生耦合到等离子体动力学的结果。
2014-03-20 physics.plasm-ph
Effect of Laser-Plasma Interactions on Inertial Fusion Hydrodynamics
采用一种新的方法研究了激光-等离子体相互作用（LPI）对惯性约束聚变黑腔动力学特性的影响。流体动力学和LPI之间的相互作用-特别是受激拉曼散射（SRS）和交叉束能量转移（CBET）-主要通过朗缪尔和离子声波的动量和能量沉积发生。这在空间上重新分配耦合到目标的能量，这影响背景等离子体条件，从而修改激光传播。该模型显示了减少的CBET，和显着的激光能量损耗的朗缪尔波，这减少了壁X射线发射和胶囊内爆形状的黑腔实验的建模和数据之间的差异。
2016-12-29 physics.plasm-ph
On the Theory of Relativistic Strong Plasma Waves
研究了真空中离子运动和电子温度对接近光速的一维非线性等离子体波的影响。结果表明，尽管破波场对离子质量的依赖性很弱，但非线性相对论波长发生了本质的变化。非线性导致强等离子体波长的增加，而离子的运动导致波长的减小。采用流体力学方法和基于Vlasov-Poisson方程的动力学方法研究了热等离子体中的相对论性强等离子体波。预言了热等离子体中相对论孤子的存在。
1998-08-19 physics.plasm-ph
Relativistic heat conduction and thermoelectric properties of nonuniform plasmas
研究了具有密度梯度的电子双温等离子体中的相对论热输运。对相对论修正动力学方程的Legendre展开分析表明，在相对论温度区域，热通量出现强烈的抑制，抑制了经典的Spitzer-H{ä}rm传导。塞贝克系数、维德曼-弗朗茨定律和热电品质因数是在相对论范围内推导出来的。
2003-12-25 physics.plasm-ph
Quantum hydrodynamics for plasmas -- a Thomas-Fermi theory perspective
在流体力学框架（量子流体力学，QHD）中描述量子系统的想法可以追溯到Madelung和Bohm。虽然这样的描述形式上对于单个粒子是精确的，但是最近Manfredi和Haas [Phys. Rev. B { \bf 64}，075316（2001）]将该概念应用于多粒子系统，并且在量子等离子体团体的部分中受到高度欢迎。因此，这些方程的适用性限制往往被忽略，从而产生非物理的预测。在这里，我们证明了修改后的QHD方程的等离子体可以来自包括梯度修正的Escheras-Fermi理论。这使QHD有了坚实的基础。同时，该推导在依赖于系统维数$D$的量子（玻姆）势之前产生不同的前因子$γ=(D-2/3D)$。我们的方法允许一个确定QHD的局限性，并概述系统的改进。
2015-03-13 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
Spin Transport Hydrodynamics of Polarized Deuterium-Tritium Fusion Plasma
该研究推导了极化氘氚聚变等离子体的自旋输运方程，通过三维模拟研究其流体动力学特性，发现优化靶的自旋排列可减少极模不对称性导致的离子及中子束去极化，为惯性约束聚变提供参考。
2025-02-13 physics.plasm-ph
Breaking of Large Amplitude Relativistically Intense Electron Plasma Waves in a Warm Plasma
本文用一维相对论粒子模拟程序研究了有限电子温度对大振幅相对论强电子等离子体波的时空演化和破缺的影响。我们发现，对于相位速度为$γ_ϕ\ll 1 + \frac{k_BT_e}{mc^2}$，波阻尼在几个等离子体周期，基本上遵循相对论朗道阻尼率预测的Buti。在相反的制度（即$γ_ϕ\gg 1 + \frac{k_BT_e}{mc^2}$），我们已经观察到，波传播通过系统的一个长的时间段，并在小的振幅限制遵循相对论性的温暖等离子体色散关系。此外，我们已经证明，在相同的制度（即$γ_ϕ\gg 1 + \frac{k_BT_e}{mc^2}$），对于相速度小于光速$c$，像冷等离子体Akhiezer-Polovin波，在一个温暖的等离子体也，相对论强烈的波打破通过相位混合时，由一个任意小幅度的纵向扰动扰动。使用模拟结果，我们还表明，在温暖的等离子体中的相混合时间尺度可以解释使用道森的非相对论性冷不均匀等离子体，这是基于相邻的振荡器构成的波的相位运动的相混合时间的公式。
2018-02-15 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
One-dimensional steady-state structures at relativistic interaction of laser radiation with overdense plasma for finite electron temperature
在电子温度均匀、离子静止的条件下，研究了过密等离子体中的一维稳态等离子体场结构。结果表明，在有质动力作用下，等离子体中存在空穴区的电子分布可能存在解
2008-10-23 physics.plasm-ph
Linear and nonlinear wave propagation in weakly relativistic quantum plasmas
我们考虑最近导出的弱相对论量子等离子体动力学模型。我们发现，在高密度和强磁场的情况下，自旋轨道相互作用和托马斯旋进的影响会改变磁化等离子体的线性色散关系.此外，研究了非磁化等离子体中电磁脉冲产生的有质动力。结果表明，在这种情况下，自旋-轨道相互作用总是对有质动力的量子部分做出重要贡献。
2012-09-20 physics.plasm-ph
Birefringence in thermally anisotropic relativistic plasmas and its impact on laser-plasma interactions
在相对论强度下，激光与等离子体相互作用所引发的范式转换现象之一就是所谓的相对论透明现象。当电子被激光加热到相对论能量时，等离子体变得对激光透明，即使在非相对论情况下等离子体密度足够高以反射激光脉冲。本文重点介绍了相对论透明性对激光-物质相互作用的影响，重点是与相对论透明性的发生有关的集体现象：热各向异性相对论等离子体中的等离子体双折射。这种系统的光学特性取决于光的偏振，这可以作为基于等离子体的光学器件或新诊断能力的基础。
2020-06-12 physics.optics physics.plasm-ph
On "Novel attractive forces" between ions in quantum plasmas -- failure of linearized quantum hydrodynamics
在最近的一封信中[P. K。Shukla和B. Eliasson，Phys. Rev. Lett. 108，165007（2012）]报道了氢等离子体中的质子之间的新吸引力的发现，其将负责分子和质子晶格的形成。在这里，我们表明，基于从头计算密度泛函理论计算，这些预测是错误的，并导致使用线性量子流体力学超出其适用范围的限制。
2013-02-22 cond-mat.stat-mech physics.plasm-ph
Hydrodynamic, Optically-Field-Ionized (HOFI) Plasma Channels
我们目前的实验和数值模拟表明，完全电离，低密度等离子体通道可以形成由光场电离（OFI）产生的等离子体柱的流体动力学膨胀。通过轴锥透镜对氢中形成的等离子体柱的流体动力学膨胀进行模拟，显示了\unit [200]{mm}长等离子体通道的产生，其轴向密度为$n_e(0) = 1 \times 10^{17} cm^{-3}$级和斑点尺寸最低阶模式$W_M \approx 40 μm$。这些模拟表明，产生通道所需的激光能量是适度的：每厘米通道约1 mJ。通过球面透镜的实验证实了模拟结果，该实验显示了用$1.5 \times 10^{17}cm^{-3} \lesssim n_e(0) \lesssim 1 \times 10^{18} cm^{-3}$和$61 μm \gtrsim W_M \gtrsim 33 μm$形成的短等离子体通道。这种类型的低密度等离子体通道似乎非常适合作为多GeV激光等离子体加速器级，能够在高脉冲重复率下长期运行。
2019-04-19 physics.acc-ph physics.plasm-ph
A Multidimensional Relativistic Hydrodynamics Code with a General Equation of State
具有常数绝热指数的理想气体状态方程，虽然常用于相对论流体力学，但对于大多数相对论天体物理流动来说，是一个很差的近似。本文提出了一个新的多组分相对论气体的通用状态方程，它与相对论理想气体的Synge状态方程一致，并适用于数值（特殊）相对论流体力学。我们还提出了一个多维的相对论流体动力学代码，将建议的一般状态方程的基础上的HLL计划，它不利用一个完整的特征分解的相对论流体动力学方程。这个代码的准确性和鲁棒性证明了在多维计算通过几个高度相对论性的测试问题，考虑到非零切向速度。对相对论性喷流的三维模拟结果表明，不同的状态方程和不同的相对论性理想气体组成对相对论性喷流的形态和动力学有显著的影响。我们的新的数值代码，结合我们提出的状态方程是非常有效和强大的，与以前的代码不同，它给出了非常准确的结果，热力学变量在相对论天体物理流动。
2010-09-20 astro-ph.HE physics.plasm-ph
Excitation of the transition radiation by a relativistic electron bunch in the plasma half-space
研究了等离子体半空间中相对论电子束团对电磁场的跃迁激发过程。研究了等离子体边界对等离子体尾流振荡空间结构的影响。确定了在等离子体中传播的渡越电磁脉冲的形状和强度。
2020-11-17 physics.acc-ph physics.plasm-ph
Quantum Hydrodynamics Approach to The Research of Quantum Effects and Vorticity Evolution in Spin Quantum Plasmas
本文用磁量子流体力学方法研究了自旋费米子系统在外场中的量子演化。从多粒子微观薛定谔方程出发，引入自旋-自旋和库仑修正的哈密顿量，导出了微观量子流体力学的基本方程（动量平衡方程和磁矩密度方程）.利用该方法导出了量子自旋等离子体的扩展涡度演化方程。预测了新的自旋力和自旋-自旋相互作用对费米子运动、磁矩密度演化和涡度产生的影响。研究了非线性哨声模湍流中电子内禀自旋的影响。这一结果可用于自旋多粒子系统的理论研究，特别是致密天体中的致密量子等离子体、半导体和微机械系统中的等离子体、量子x射线自由电子激光等。
2014-02-19 cond-mat.quant-gas physics.plasm-ph
Nonlinear absorption of ultrapower laser radiation by relativistic underdense plasma
本文在低频近似下研究了欠密等离子体中电子受激韧致辐射对相对论强度激光辐射的非线性吸收。研究了相对论麦克斯韦等离子体在激光场渐近大值和电子温度较高时的非线性逆韧致辐射吸收系数。
2013-05-02 physics.atom-ph physics.plasm-ph
Comment on "On Novel attractive forces between ions in quantum plasmas -- failure of linearized quantum hydrodynamics"
在最近的一篇论文中，Bonitz、Pehlke和Schoof [1]（以下简称BPS）对新发现的量子等离子体中静止试探电荷周围的Shukla-Eliasson吸引势[2，3]（以下简称SEAP）提出了一些观点。我们的目的是讨论BPS关于线性化量子流体动力学理论适用性的推理的不适当性，以及指出BSP论证中的缺陷，并建议拯救BSP的密度泛函理论和模拟，这些理论和模拟未能产生与Shukla和Eliasson [2，3]正确匹配的结果。
2012-12-21 physics.atm-clus physics.plasm-ph
Excitation of the transition radiation by a relativistic electron bunch at the boundary of a semi-infinite plasma waveguide
研究了相对论电子束团在半无限大等离子体波导输入端激发电磁场的过程。确定了短跃迁电磁脉冲的形状和强度，并研究了其在等离子体波导中传播过程中的演化。此外，还考虑了等离子体边界对等离子体波导中等离子体尾流振荡空间结构的影响。
2021-01-13 physics.acc-ph physics.plasm-ph
Differential Form of the Collision Integral for a Relativistic Plasma
对相对论性电磁相互作用的Landau-Fokker-Planck碰撞积分的微分形式进行了推导。
2005-01-13 physics.comp-ph physics.plasm-ph
Eigenmodes in an ultra-relativistic ultra-magnetized pair QED-plasma
University of Kansas（堪萨斯大学）；Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）
研究超强磁场和相对论温度对超相对论电子-正电子等离子体（电荷中性及非中性）中正常等离子体模式的联合修正，发现等离子体频率截止降低导致相对论和场致透明，以及电磁波折射率的温度无关修正。
2026-06-01 astro-ph.HE physics.plasm-ph
Benchmarking of hydrodynamic plasma waveguides for multi-GeV laser-driven electron acceleration
本研究对流体动力学等离子体波导进行基准测试，通过精确模拟贝塞尔光束与气体靶相互作用，结合实验验证，为多GeV至100 GeV级激光等离子体加速器设计提供可靠导模结构。
2024-04-21 physics.acc-ph physics.optics physics.plasm-ph
Hydrodynamic Scaling Analysis of Nuclear Fusion driven by ultra-intense laser-plasma interactions
我们讨论了激光等离子体相互作用产生的聚变产额的标度律。发现产量作为激光功率的函数成比例。从流体动力学标度的角度导出了激光驱动聚变产额标度律的起源。我们指出，标度特性可以归因于激光功率的三项依赖性：反应速率，等离子体的密度和等离子体粒子在目标介质中的投影范围。所得的比例关系具有预测能力，使得能够估计尚未通过激光加速离子束研究的核反应的聚变产额。
2012-07-24 nucl-th physics.atm-clus physics.plasm-ph
Thermodynamics of photons in relativistic $e^+e^-γ$ plasmas
研究了$e^+e^-γ$等离子体中光子气体的热力学和光谱性质。与等离子体频率截止相关的光子的有限有效质量的影响自洽地包括在内。在超相对论等离子体中，光子谱是普适的，温度归一化等离子体频率截止是一个与等离子体参数无关的基本常数。这种普适性在非相对论性等离子体中不成立。
1999-02-17 astro-ph cond-mat.stat-mech physics.plasm-ph
One-fluid relativistic magnetohydrodynamics equations for a two-fluid plasma with the Landau-Lifshitz radiation reaction force
在考虑辐射反作用力的情况下，基于相对论二流体等离子体，导出了一组考虑Landau-Lifshitz辐射反作用力的单流体相对论磁流体动力学方程.这些方程可用于等离子体运动的时空尺度足够大的情况。
2018-10-23 astro-ph.GA astro-ph.HE physics.plasm-ph
Hydrodynamic PIC analysis of THz generation by two color laser in various plasma gases
University of Tehran（德黑兰大学）；Alzahra University（阿尔扎拉大学）
本研究通过柱坐标流体动力学结合PIC数值模拟，推导双色飞秒激光场驱动太赫兹发射的非线性光电流动力学，揭示场叠加不对称性对电流产生的核心作用，并分析气体成分等参数对辐射特性的影响。
2025-11-12 physics.comp-ph physics.optics physics.plasm-ph
Fluctuations in Relativistic Causal Hydrodynamics
通过将Onsager理论应用于相对论性纳维-斯托克斯方程来计算流体动力学波动的形式是已知的。在这项工作中，我们计算流体动力学波动的Müller，以色列和斯图尔特的二阶流体动力学的框架内，其推广到三阶。我们还计算了其他几个因果流体动力学方程的涨落。结果表明，Onsager系数的形式和相关函数的形式与相对论性纳维-斯托克斯方程相同，且不依赖于任何特定的流体力学模型.此外，我们数值研究的关联函数的演变使用一维升压不变（Bjorken）流。我们将使用因果流体力学获得的关联函数与相对论性纳维-斯托克斯方程的相关函数进行比较。我们发现，定性行为的相关函数保持相同的因果流体动力学的所有模型。
2014-02-20 hep-ph nucl-th physics.flu-dyn
Collisional Energy Loss of Fast Charged Particles in Relativistic Plasmas
根据Kirzhnits的论证，我们用量子场论语言重新推导了相对论等离子体中快速带电粒子能量损失的精确表达式。我们比较这个结果的碰撞能量损失的高能电子或μ子在电子-正电子等离子体和高能部分子在夸克-胶子等离子体的微扰计算。
2000-03-02 astro-ph hep-ph nucl-th
