Spatio-temporal evolution of a non-relativistic electrostatic waves in a cold plasma has been studied in the wave-breaking regime using a 1D particle-in-cell simulation. It is found that plasma gets heated after the wave-breaking but a fraction of initial energy always remains with the remnant wave in the form of BGK mode in warm plasma. An interesting finding of this work is that the frequency of the resultant BGK wave is found be below electron plasma frequency which decreases with increasing initial amplitude. Moreover, the acceleration mechanism after the wave-breaking is also found to be different from the previous work. In order to explain the results observed in the numerical experiments, a simplified theoretical model is constructed which exhibits a good agreement with the simulation. These investigations have direct relevance in wake-field acceleration experiments.
A comment on `Wave-breaking Limits for relativistic electrostatic waves in a one-dimensional warm plasma' Phys. Plasmas 13 123102 by R. M. G. M. Trines and P. A. Norreys
Breaking of Large Amplitude Electron Plasma Wave in a Maxwellian Plasma
确定等离子体纵向相干振荡/波的最大可能振幅是非线性等离子体物理中的一个重要课题。这些大振幅等离子体波的振幅受到称为波破碎的现象的限制,所述波破碎可由若干非线性过程引起。它是由科菲[T。P. Coffey,Phys. Fluids 14,1402(1971)],其使用电子的“水袋”分布,在温暖的等离子体中,最大电场幅度和密度幅度隐含地取决于电子温度,称为Coffey极限。本文采用一维粒子模拟(PIC)方法,数值研究了电子速度分布为麦克斯韦分布的均匀温等离子体中大振幅自由运动电子等离子体波的破缺。据发现,科菲的传播波的解决方案,这是来自使用“水袋”分布的电子,也代表传播波麦克斯韦等离子体。通过加载不同初始温度的麦克斯韦速度分布,验证了Coffey的破波极限。波破碎和粒子捕获之间的明确对应关系。我们的模拟结果也与B. S.鲍尔A. Y. Wong,V. K. Decyk和G. Resenthal [Phys. Rev. Lett. 68,3706(1992)]。
Study of Coherent and Incoherent Plasma Emissions: Role of Plasma Wave Excitation and Breaking
在这里,我们实验映射的电子等离子体波在激光固体相互作用的动力学。我们做了时间分辨测量的二次谐波和硬X射线产生的相互作用的强($10^{16} W cm^{-2}$,100 fs,800 nm)激光与固体表面上产生的预等离子体。在这个时间分辨研究中探索的参数空间包括尺度长度、激光偏振和激光强度的变化。这些测量一起完成带来了强驱动的电子等离子体波行为的新功能,这还没有被实验探索到目前为止。我们根据共振吸收和破波机制对结果进行建模。谐波和X射线发射显示出对比的行为,这表明试图通过蛮力来提高谐波效率的陷阱。然而,通过简单的调整,我们观察到,硬X射线可以增强或控制高达两个数量级和二次谐波高达一个数量级的最佳条件下。这些结果将有助于我们理解短波长产生和快速粒子产生的控制机制,以开发更有效的应用源。
Nonlinear Dynamics of Relativistically Intense Cylindrical and Spherical Plasma Waves
利用Dawson片模型[J. M. Dawson,Phys.Rev.113,383(1959)]。研究发现,圆柱形和球形空间电荷振荡打破通过相位混合的过程中,在一个任意小的振幅,由于几何和相对论质量变化效应引入的非谐性。相位混合时间(波破碎时间)的一般表达式已被推导出来,它示出,对于这两种情况下,它的规模与初始波振幅的立方成反比。最后用一个基于Dawson薄板模型的数值程序验证了这种解析解的正确性。
Gyrotropy-Induced Symmetry Breaking of Erosion Hot Spots on Antenna Limiters during High-Power Tokamak RF Operation: Mechanisms and Mitigation Strategies
Breaking seed dormancy in Mediterranean Brassica rapa wild populations: is cold plasma treatment efficient?
GEVES, Station Nationale d'Essais de Semences(GEVES国家种子试验站);Sorbonne Université(索邦大学);University of Palermo(巴勒莫大学);University of Sciences and Technology Houari Boumediene USTHB(胡阿里·布迈丁科学技术大学);IGEPP Institut de Génétique Environnement et Protection des Plantes Bretagne-Normandie(布列塔尼-诺曼底植物遗传环境及保护研究所)
Control of Electron Energy Distribution Functions by Current Waveform Tailoring in Inductively Coupled Radio Frequency Plasmas
State Key Laboratory of Advanced Electromagnetic Technology, International Joint Research Laboratory of Magnetic Confinement Fusion and Plasma Physics, School of Electrical and Electronic Engineering, Huazhong University of Science and Technology(华中科技大学电气与电子工程学院,电磁场与微波技术全国重点实验室,磁约束聚变等离子体物理国际联合研究中心);School of Physics, Huazhong University of Science and Technology(华中科技大学物理学院);Chair of Applied Electrodynamics and Plasma Technology, Faculty of Electrical Engineering and Information Sciences, Ruhr University Bochum(鲁尔大学波鸿分校电气工程与信息科学学院应用电动力学和等离子体技术教席);School of Physics and Mechanics, Wuhan University of Technology(武汉理工大学物理学与机械学院)
Exploring the temporally resolved electron density evolution in EUV induced plasmas
我们首次测量了极紫外诱导等离子体中的电子密度。这是在低压氩等离子体中通过使用称为微波腔共振光谱的方法实现的。在EUV脉冲之后测得的电子密度为$2.6\cdot10^{16}$ m $^{-3}$。这与从光电离得到的密度为$4.5\cdot10^{16}$ m $^{-3}$的理论预测非常一致。在EUV脉冲之后,由于电子碰撞电离,密度略微增加。等离子体(即电子密度)在几十微秒内衰减。
An analytical optimization of plasma density profiles for downramp injection in laser wake-field acceleration
Università di Napoli “Federico II”(那不勒斯费德里科二世大学);INFN, Sez. di Napoli(意大利国家核物理研究所那不勒斯分部);Extreme Light Infrastructure - Nuclear Physics, IFIN-HH(极亮基础设施-核物理,IFIN-HH)
Long lasting plasma density structures utilizing tailored density profiles
Chalmers University of Technology(查尔姆斯理工大学);University of Oxford(牛津大学);Sorbonne Université, CNRS, École Polytechnique, CEA(索邦大学、法国国家科学研究中心、巴黎综合理工学院、法国原子能和替代能源委员会);Zhejiang University(浙江大学);University of California, Berkeley(加州大学伯克利分校)
Preservation of $^3\mkern-2mu$He ion polarization after laser-plasma acceleration
Peter Grünberg Institute, Forschungszentrum Jülich GmbH(彼得·格林贝格研究所,于利希研究中心);Laser and Plasma Physics Institute, Heinrich Heine University Düsseldorf(激光与等离子体物理研究所,杜塞尔多夫海因里希·海涅大学);ExtreMe Matter Institute EMMI, GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung(极端物质研究所EMMI,GSI重离子研究中心);Nuclear Physics Institute, Forschungszentrum Jülich GmbH(核物理研究所,于利希研究中心);Stabsstelle Arbeitssicherheit, Forschungszentrum Jülich GmbH(安全工作处,于利希研究中心);Central Institute for Engineering, Electronics and Analytics, Forschungszentrum Jülich GmbH(工程、电子与分析中央研究所,于利希研究中心);Institute for Advanced Simulation, Jülich Supercomputing Centre, Forschungszentrum Jülich GmbH(先进模拟研究所,于利希超级计算中心,于利希研究中心)