Moving weakly relativistic electromagnetic solitons in laser-plasmas
研究了线偏振激光与低密度冷等离子体相互作用中形成的一维运动电磁孤子。强激光中的相对论洛伦兹力推动电子作纵向运动,产生耦合的横向-横波模。在弱相对论近似下,这些模式可以用一个广义非线性薛定谔型动力学方程很好地描述,其中增加了两个非局域项[1]。本文以隐式形式计算了一个运动电磁孤子的原始解析解。孤子的运动使孤子的本征频率下移,振幅减小。分析预测了孤子速度对稳定性的影响。
2004-10-22 physics.plasm-ph
Electron-acoustic solitons in an electron-beam plasma system with kappa-distributed electrons
我们调查的存在条件和传播特性的电声孤波的等离子体组成的电子束流体,冷电子流体,和热超热电子组件建模的$κ$ -分布函数。采用Sagdeev赝势方法研究了定常剖面孤立波的产生。我们已经确定了孤子特性如何依赖于电子束参数。结果表明,随着超热电子的增加、束流速度的增加和束冷电子布居比的减小,孤子的存在区域变窄.
2017-08-30 astro-ph.HE physics.plasm-ph
Wakes and precursor soliton excitations by a moving charged object in a plasma
研究了等离子体中运动带电源激发的非线性离子声波的演化。我们的冷流体方程组的全套数值研究超出了通常的弱非线性近似,并显示了丰富的各种解决方案,包括尾流,前驱孤子和钉扎孤子的存在与源速度。这些解决方案代表了一个大幅度的概括的解决方案,在过去获得的强制Korteweg deVries方程,并可以找到有用的应用在各种情况下,在实验室和空间中,只要有一个大的相对速度之间的等离子体和带电物体。
2015-11-13 physics.plasm-ph
Effects of distinct ion temperatures on the head-on collision and phase shifts of dust acoustic one and multi-solitons in dusty plasmas
研究了由负电荷移动尘埃、玻尔兹曼分布电子、非广延分布冷离子和非热分布热离子组成的非磁化尘埃等离子体中尘埃声孤子和多孤子的传播特性和相互作用。利用扩展的Poincar Lighthill Kuo(PLK)方法导出了双边KdV方程。用Hirota方法构造了KdV方程的单孤子解和多孤子解。确定了单、双和三个DA孤子相互作用的相移。研究了等离子体参数对DA单孤子和多孤子碰撞的影响及其相应的相移。
2016-11-30 physics.plasm-ph
Envelope solitons in double pair plasmas
考虑了一个含有冷的惯性正、负离子和无惯性的超热电子、正电子的双对等离子体系统。利用约化微扰法导出了标准非线性薛定谔方程,研究了离子声波的非线性动力学及其调制不稳定性。观察到调制稳定(不稳定)等离子体区形成离子声暗(明)包络孤子,高密度超热电子和正电子的存在增强(减小)了这一不稳定(稳定)区.研究还发现,电子或正电子组分的超热效应使非线性增强,加速了包络亮孤子的形成。这些结果是适用于空间和实验室等离子体系统的局部静电扰动的传播理解。
2019-04-14 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
Stability of nonlinear one-dimensional laser pulse solitons in a plasma
在最近的一维数值流体模拟研究中[Saxena等人,Phys.Plasmas 13,032309(2006)]中,发现不稳定性与相对论冷等离子体模型中耦合到电子等离子体波的调制光脉冲的一类特殊的一维非线性解相关联。这里示出的不稳定性可以理解的基础上的受激拉曼散射现象和调制结构的后缘中的密度突发的发生是由非线性相位混合机制引起的爆炸性不稳定性的表现。
2008-09-11 physics.plasm-ph
Bending of solitons in weak and slowly varying inhomogeneous plasma
本文研究了在弱缓变非均匀离子密度存在下,离子声孤子在非磁化等离子体中传播时,孤子在二维平面内的弯曲。利用约化微扰技术,在选定的未微扰离子密度分布下,得到了修正的Kadomtsev- Petviashvili方程.方程的精确解表明,孤立波的相位被一个与未扰动的非均匀离子密度有关的函数改变,使孤立波在二维平面内弯曲,而孤立波的振幅保持不变
2018-06-12 nlin.SI physics.plasm-ph
Transition from wakefield generation to soliton formation
众所周知,当短激光脉冲在欠密等离子体中传播时,它在脉冲之后以等离子体频率诱导纵向等离子体振荡,通常被称为“尾场”。然而,对于接近临界密度的等离子体密度尾场生成被抑制,而是EM脉冲进行非线性自调制。本文研究了随着等离子体密度的增加,从尾波场产生到准孤子形成的转变。为此,我们已经应用了一维(1D)相对论冷流体模型,这也被比较粒子在细胞模拟。一个关键的结果是,由于尾流场产生的EM脉冲的能量损失有其最大的等离子体密度的顺序为10%的临界密度,但尾流场产生急剧抑制时,密度进一步增加。
2017-12-20 physics.plasm-ph
Berry Effect in Unmagnetized Inhomogeneous Cold Plasmas
研究了电磁波在非磁化弱非均匀冷等离子体中的传播。结果表明,在后几何光学近似下,非均匀性在波动方程中引入了规范连接项,从而导致了偏振光动力学中的Berry效应。平面偏振光线的偏振面由于几何Berry相位而旋转,这是Rytov旋转。此外,Berry曲率导致光学霍尔效应,根据该效应,左/右圆偏振的射线相反地偏转以产生与传播方向交叉的自旋电流。
2012-06-01 physics.plasm-ph
Arbitrary amplitude ion acoustic solitary structures in a collisionless magnetized plasma consisting of nonthermal and isothermal electrons
利用Sagdeev赝势方法研究了在均匀静态磁场中由绝热热离子、等温冷电子和非热电子组成的无碰撞磁化等离子体中的任意振幅离子声孤子、双电层和超孤子.我们已经使用的相图的动力学系统描述的非线性行为的离子声波,以确认存在不同的孤立结构。通过只考虑$θ$的变化,我们还研究了不同孤立子结构的转变:孤立子(双层形成前)$\rightarrow$双层$\rightarrow$超孤立子$\rightarrow$孤立子(双层形成后),其中$θ$是外部均匀静态磁场的方向与波的传播方向之间的夹角。
2019-12-26 physics.plasm-ph
Electron-Acoustic Solitons in Magnetized Collisional Nonthermal Plasmas
采用流体动力学方法研究了由惯性冷电子、无惯性κ分布热电子和静态离子组成的磁化碰撞超热等离子体中斜传播耗散电声孤波的性质.利用约化摄动方法,得到了控制OPdEASWS非线性特性的非线性Schamel方程。Schamel方程的孤立波解被用来研究小,但有限振幅OPdEASW在这样的磁化碰撞超热等离子体的基本特征。基本特征(宽度、振幅、速度等)的OPdEASW的被发现的不同的等离子体配置参数,如超热指数,结晶角,碰撞参数,捕获参数,和外部磁场的修改。静电干扰的性质,其可以在不同的现实空间和实验室等离子体系统中传播(例如,在土星环),简要讨论。
2020-06-02 physics.plasm-ph
Fluid simulation studies of the dynamical behaviour of one dimensional relativistic electromagnetic solitons
用数值流体模拟方法研究了一维相对论冷等离子体模型中一类特殊的行波解的时间演化,该解由孤立脉冲形式的电磁波和等离子体波耦合而成(Phys.Rev.Lett. 68,3172(1992); Phys. Plasmas 9,1820(2002))。结果发现,孤立脉冲,包括一个单一的光峰被困在调制密度结构是长寿的,而结构与多个被困光峰发展的不稳定性在后缘。两个单峰结构的相互作用特性显示出有趣的依赖关系,它们的相对振幅和传播速度,可以理解在非均匀等离子体介质中的传播特性。
2005-12-21 physics.plasm-ph
Electron-acoustic plasma waves: oblique modulation and envelope solitons
对由惯性冷电子、玻尔兹曼分布热电子和稳态离子组成的空间等离子体中传播的电子声波的振幅调制进行了理论和数值研究。已经考虑了倾斜于载波EAW传播方向的扰动。基于非线性薛定谔方程(NLSE)的稳定性分析表明,EAW可能变得不稳定;稳定性标准取决于调制方向和传播方向之间的角度$θ$。不同类型的本地化EA激发被证明存在。
2004-02-11 physics.plasm-ph physics.space-ph
Constructing a class of topological solitons in magnetohydrodynamics
本文提出了一类拓扑等离子体组态,其特征在于它们的环形和极向绕组数,分别为$n_t$和$n_p$。$n_t=1$和$n_p=1$的特殊情况对应于堪察诺夫-霍普夫孤子,这是一种磁场配置,处处与霍普夫纤维化的纤维相切,因此场线是圆形的,只连接一次,并形成嵌套环面的表面。我们发现,对于$n_t \in \mathbb{Z}^+$和$n_p=1$这些配置代表稳定的,本地化的解决方案的磁流体动力学方程的一个理想的不可压缩流体具有无限的电导率。此外,我们扩展了我们的稳定性分析,考虑等离子体与有限的电导率和估计的孤子寿命在这样的介质中作为一个函数的环形绕组数。
2014-04-26 nlin.PS physics.plasm-ph
Modified Korteweg-de Vries solitons at supercritical densities in two-electron temperature plasmas
研究了具有冷正离子的等离子体模型在双温电子布居存在下的超临界组成,首先采用约化微扰方法,在演化方程中既不存在二次非线性也不存在三次非线性的组合要求下。这导致了一个独特的选择的一组组成参数和修改后的Korteweg-de Vries方程(mKdV)与四次非线性项。关于它的单孤子解和可积性的结论也适用于更复杂的等离子体成分。只有三个多项式守恒律可以得到。具有四次非线性的mKdV方程不是完全可积的,因此排除了多孤立子解的存在。接下来,充分的Sagdeev赝势方法已被应用,这允许与还原微扰结果进行详细的比较。这种比较表明,mKdV孤子具有略大的振幅和宽度比从更完整的Sagdeev解决方案,只有轻微的超声波mKdV孤子具有可接受的振幅和宽度,在光的完整的解决方案。
2016-04-09 nlin.PS physics.plasm-ph
Cold plasma waves in the chiral Maxwell-Carroll-Field-Jackiw electrodynamics
本文在手性 Maxwell-Carroll-Field-Jackiw 电动力学框架下研究冷均匀无碰撞等离子体中的波传播与吸收,推导出四种折射率及其对应的圆偏振模式,并揭示了负折射增强旋光本领及旋光符号反转等现象。
2023-09-17 cond-mat.other hep-th 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
Radiation of a Bunch Crossing a Boundary between a Vacuum and Cold Magnetized Plasma in a Waveguide
我们分析了一个小束团的电磁场,均匀移动的圆形波导和横向之间的边界填充了冷磁化电子等离子体和真空区域。假设磁场很强但有限,因此可以应用微扰技术。详细研究了两种情况:束团从等离子体中飞出进入真空区,束团从波导真空区飞出进入等离子体。波导模式分量的调查进行解析与复变函数理论的方法。在这种情况下的聚束辐射的主要特点被揭示。
2021-05-04 physics.acc-ph physics.plasm-ph
Study of Breather Structures in the Framework of Gardner Equation in Electron-Positron-Ion Plasmas
本研究针对电子-正电子-离子四组分等离子体系统,用约化摄动法推导Gardner方程,通过广田双线性方法得到其多孤子与呼吸子结构,结合数值模拟验证解的存在性,可应用于多领域非线性波研究及等离子体静电扰动分析。
2024-07-09 math-ph math.MP nlin.PS