On the transition between the Weibel and the whistler instabilities
本文用数值方法研究了等离子体组态在环境磁场幅值逐渐增大的情况下,非共振(韦伯型)和共振(哨声型)不稳定性之间的转变。弗拉索夫-麦克斯韦系统是在一种配置中求解的,其中场有三个分量,但只依赖于一个坐标和时间。这些不稳定性的非线性演化示出的等离子体频率的前几个谐波的电磁和静电模式的激发,并在一个大的环境磁场的情况下,到一个长波长,空间调制的哨声不稳定性所产生的磁场的振幅。
2010-08-15 physics.plasm-ph
Investigation of Langdon effect on the nonlinear evolution of SRS from the early-stage inflation to the late-stage development of secondary instabilities
在激光辐照等离子体中,兰登效应会产生超高斯电子能量分布函数(EEDF),对受激后向拉曼散射(SRS)产生重要影响。本文采用三波模型模拟和Vlasov-Maxwell模拟方法,研究了在高、低强度激光驱动下,超高斯EEDF对等离子体受激喇曼散射(SRS)非线性演化的影响。在SRS演化的早期阶段,研究发现除了电子俘获产生的动力学效应[Phys. Plasmas 25,100702(2018)],兰登效应还可以显著拓宽SRS绝对增长的参数范围,在一定的参数范围内,兰登效应大大缩短了绝对SRS达到饱和的时间。在受激喇曼散射的后期,当电子等离子体波衰减为束声模、再散射和朗缪尔衰减不稳定性等二次不稳定性变得重要时,兰登效应可以通过影响二次过程来影响受激喇曼散射的反射率。了解朗顿效应对受激喇曼散射的非线性演化和饱和的影响,将有助于更好地理解和预测惯性约束聚变中的受激喇曼散射。
2022-01-19 physics.plasm-ph
Optimal Control of Laser-Plasma Instabilities Using Spike Trains of Uneven Duration and Delay: STUD Pulses
自适应方法的激光照射等离子体的建议,包括确定性的,“开-关”的振幅调制的时间,和间歇性变化的斑点图案。这些激光脉冲由一系列皮秒时间尺度的尖峰组成,尖峰训练具有不均匀的持续时间和延迟(STUD脉冲),与流体动力学时间尺度调制的多纳秒激光聚变脉冲相反。适当设计的STUD脉冲通过调整尖峰的调制周期、占空比和空间热点分布加扰率,最大限度地减少了反向散射,并驯服了给定等离子体条件下的任何吸收性参数不稳定性。STUD脉冲包含或超越了传统的束流调节方法。此外,STUD脉冲通过允许交叉光束的尖峰在时间上交错而允许在由空间重叠的激光束驱动的不稳定性的控制方面的进步。当一个光束的强度峰值落在其交叉光束的零点内时,它允许通断开关或调光器用于成对或多光束相互作用。
2013-04-15 physics.optics physics.plasm-ph
Instability and dynamics of two nonlinearly coupled laser beams in a plasma
在弱非线性相对论条件下,研究了等离子体中两束激光的非线性相互作用。激光束的演化由两个非线性薛定谔方程控制,该方程与慢等离子体密度响应耦合。我们研究了拉曼前向和后向散射不稳定性以及布里渊和自聚焦/调制不稳定性的增长率。通过对含时非线性方程组的直接模拟,研究了不稳定性的非线性演化。
2006-05-16 physics.plasm-ph
Effects of plasma nonuniformity on zero frequency zonal structure generation by drift Alfven wave instabilities in toroidal plasmas
本文利用非线性回旋动理学理论推导了ZFZS与DAW相互作用的控制方程和非线性色散关系,研究了等离子体非均匀性对带状结构激发的影响,并指出KBM激发带状流的条件对等离子体参数敏感。
2024-08-01 physics.plasm-ph
Electronic parametric instabilities of an ultrarelativistic laser pulse in a plasma
通过数值求解激光驱动等离子体动力学中包含辐射反作用力影响的色散关系,研究了超相对论圆偏振激光脉冲在欠密等离子体中传输的电子参数不稳定性。重点放在研究不同的模式在激光等离子体系统和识别的绝对和对流性质的不稳定模式的参数映射跨越的归一化激光矢势和等离子体密度。指出了对超强激光等离子体实验的启示。
2020-03-03 astro-ph.HE physics.plasm-ph
Resonance density range of absolute two-plasmon decay instability
本文提出共振密度范围作为关键参数,用于表征非均匀等离子体中绝对双等离子体衰变不稳定性,并建立了其与激光强度调制时间间隔的关系。
2025-09-07 physics.plasm-ph
Dynamics and modulation of cosmic ray modified magnetosonic waves in a galactic gaseous rotating plasma
针对旋涡星系星际介质,建立含宇宙射线的耗散旋转磁等离子体模型,推导修正色散关系、KdVB与NLS方程,揭示宇宙射线对磁声阻尼、冲击波及调制不稳定性的影响。
2025-01-07 physics.plasm-ph
Absolute instability modes due to rescattering of stimulated Raman scattering in a large nonuniform plasma
本文从理论上和数值上研究了大尺度非均匀等离子体中受激喇曼散射引起的绝对不稳定模。对流受激拉曼散射的后向散射光可以看作是一种有限带宽的泵浦光。后向散射光的不同频率分量可以通过再散射过程耦合以在其四分之一临界密度附近产生绝对受激拉曼散射(SRS)和两个等离子体衰变(TPD)不稳定性。绝对SRS模式产生一个朗缪尔波,其相速度约为$c/\sqrt{3}$,其中$c$为真空中的光速。考虑到大多数电子在线性阶段处于低速,绝对SRS模式以弱得多的朗道阻尼增长。当相互作用发展到非线性状态时,朗缪尔波可以加热大量的电子到几百keV。我们的理论模型是通过粒子模拟验证。绝对不稳定性在惯性约束聚变实验中可能起着相当大的作用。
2018-11-03 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
Stimulated scattering instability in a relativistic plasma
研究了强线极化电磁波(EMW)在含简并电子的相对论等离子体中的受激散射不稳定性。从相对论流体动力学模型和麦克斯韦方程组出发,导出了由电磁波有质动力驱动的低频电子和离子等离子体振荡的耦合非线性方程组。然后从耦合的非线性方程组中得到非线性色散关系,该方程组揭示了电磁波的受激拉曼散射(SRS)、受激布里渊散射(SBS)和调制不稳定性(MIs)。结果表明,离子的热压力和电子的相对论简并压力显着修改SRS,SBS和MI的特性。
2018-05-30 physics.plasm-ph
Relativistic electron streaming instabilities modulate proton beams accelerated in laser-plasma interactions
我们报告的实验证据表明,多兆电子伏质子加速相对论激光等离子体相互作用调制的强附加电磁场。调制时,观察到的预等离子体上开发的背面的$μ$ m级固体密度氢靶。在这样的条件下,电磁场被相对论电子韦伯不稳定性放大,并在目标的临界密度区域最大化。质子的空间分布的分析表明产生了具有$μ$ m尺度波长的$B>$ 10 MG和$E>$ 0.1 MV/ $μ$ m场。这些结果是在良好的协议与三维粒子的细胞模拟和分析估计,这进一步证实,这一过程是占主导地位的不同的目标材料提供了一个preplasma形成在后侧的规模长度$\gtrsim 0.13 λ_0 \sqrt{a_0}$。这些发现对用于多用途应用的高质量质子加速所需的预等离子体水平施加了重要的限制。
2017-04-14 physics.plasm-ph
Coherent instabilities of intense high-energy "white" charged-particle beams in the presence of nonlocal effects within the context of the Madelung fluid description
本文用流体力学方法描述了高能加速器中带电粒子惯性运动束流纵向动力学中的相干不稳定性。这是在热波模型提供的马德隆流体图像的框架内完成的。恢复了单色光束纵向耦合阻抗复平面内的相干不稳定性图。结果也解释的调制不稳定性分析的确定性方法通常给出的单色大振幅波列传播的非线性薛定谔方程。不稳定性分析,然后扩展到一个非单色惯性光束与给定的热平衡分布,认为是一个统计系综的单色非相干惯性光束(“白”光束)。在这个流体动力学框架下,预测的朗道阻尼现象,而不使用任何动力学方程的相空间演化的系统。
2005-09-21 physics.acc-ph physics.plasm-ph
Optimal control of laser plasma instabilities using Spike Trains of Uneven Duration and Delay (STUD pulses) for ICF and IFE
提出了一种自适应控制激光等离子体参数不稳定性的方法。它涉及在最快的不稳定性放大时间尺度上对激光脉冲进行快速时间调制,以适应不断变化和未知的等离子体条件。这些脉冲由在它们之间具有至少一个或两个数量级的幅度对比度的开和关序列组成。这种激光照射轮廓被称为STUD脉冲,用于不均匀持续时间和延迟的尖峰序列。STUD脉冲程序包括在激光尖峰之间空间上扰乱散斑图案。关闭时间允许驱动波的阻尼。热点的扰乱允许在热点位置经历反复出现的高强度尖峰之前经过数十个阻尼时间。与此同时,抑制经济增长将治愈过去经济增长的伤疤。交叉光束上的STUD脉冲的另一个独特特征是它们的时间分布可以是交错的或交错的,并且它们的相互作用因此由通断开关和调光器控制。
2012-10-16 nlin.AO physics.optics physics.plasm-ph
Quasistatic modeling of ultrarelativistic beam-plasma instabilities
Universidade de Lisboa(里斯本大学);École polytechnique(巴黎综合理工学院);Institut Polytechnique de Paris(巴黎理工学院);CEA(法国原子能和替代能源委员会);Université Paris-Saclay(巴黎萨克雷大学);Helmholtz-Institut Jena(亥姆霍兹耶拿研究所);Max-Planck-Institut für Kernphysik(马克斯·普朗克核物理研究所)
研究相对论性粒子束在等离子体中的不稳定性,提出统一全电磁准静态模型,不采用SVEA,发现新的时空CFI在前沿占主导,能捕捉多种不稳定性增长,经与粒子模拟比较,证实该模型对相关不稳定性建模的有效性。
2026-07-28 astro-ph.HE physics.acc-ph physics.plasm-ph