Nonlinear electrostatic oscillations in a cold magnetized electron-positron plasma
本文用解析法和模拟方法研究了冷磁化电子-正电子等离子体中非线性静电振荡的时空演化。使用微扰的方法，我们证明了非线性的解决方案显着改变时，纯静电模式被激发在线性水平，而不是一个混合的上混合和零频率模式，被认为是在最近的研究。纯静电振荡经历非线性相位混合。然而，磁场的存在下显着延迟相混合相比，在相应的未磁化等离子体中观察到的。使用1D PIC模拟，然后我们详细分析了纯振荡的主模式的阻尼，并推断相位混合时间对磁场和振荡幅度的依赖性。这一结果与上述混合上混合模的结果有很大的不同。利用电子-p等离子体的对称性，我们然后解释了我们的非线性解决方案的广义对称性。对称性使我们能够构建一个独特的非线性解决方案，不显示任何签名的相位混合，但结果在一个非线性波在上混合频率。我们的研究与实验室/天体物理e-p等离子体有关。
2017-10-01 physics.plasm-ph
Viscoelastic modes in a strongly coupled cold magnetized dusty plasma
本文用广义流体动力学模型研究了强耦合、冷、磁化尘埃等离子体中的低频模。由于尘埃粒子之间的强相关性和由磁场赋予的张应力，这种等离子体表现出弹性特性。结果表明，在这种介质中存在纵向压缩阿尔芬模和弹性修正的横向剪切模。这些集体模式的特点建立和讨论。
2013-10-29 physics.plasm-ph
Collective Thomson scattering in magnetized electron and positron pair plasma and the application to induced Compton scattering
本文研究了磁化电子-正电子对等离子体中X模式波的集体汤姆逊散射，发现其截面与非集体散射相当且受回旋频率平方抑制，并据此估算了诱导康普顿散射，探讨了对脉冲星和快速射电暴的启示。
2024-02-27 astro-ph.HE physics.plasm-ph
Oblique propagation of electrostatic waves in a magnetized EPI plasma
从理论上研究了电子-正电子-离子（EPI）等离子体中重离子声波（HIA）在外加磁场作用下非线性传播的基本特征。EPI等离子体由冷磁化的带正电的重离子流体和超热分布的电子和正电子组成。在非线性区域，Korteweg-de Vries（K-dV）和修改的K-dV（MK-dV）方程描述的HIA波的传播。后者在弱振幅极限下允许有正负势的孤立波解（K-dV方程）和只有正势的孤立波解（mK-dV方程）。观察到外磁场、超热电子和正电子、不同等离子体组分浓度、重离子动力学和温度比的影响显著地改变了孤立波的基本特征。结果在磁化EPI等离子体中的应用，这发生在许多天体物理对象中（例如，星系团爆炸和活动星系核）进行了简要讨论。
2017-11-19 physics.plasm-ph
The dispersion and propagation of topological Langmuir-cyclotron waves in cold magnetized plasmas
拓扑朗缪尔-回旋波（TLCW）是最近发现的磁化等离子体中的一种拓扑表面激发。我们表明，TLCW起源于拓扑相变在朗缪尔波回旋波共振。通过等势面分析和二维及三维含时模拟，我们证明了TLCW可以沿着复杂的相变界面以单向的方式稳健地传播，并且没有散射。由于这些理想的功能，TLCW可以探索作为一种有效的机制来驱动磁化等离子体中的电流和流动。分析还建立了一个密切的联系之间的新制定的拓扑相分类等离子体和经典的CMA图等离子体波。
2022-07-26 physics.plasm-ph
One-dimensional PIC Simulation of Induced Compton Scattering in Magnetized Electron-Positron Pair Plasma
Center for Gravitational Physics and Quantum Information, Yukawa Institute for Theoretical Physics, Kyoto University（京都大学汤川理论物理研究所引力物理与量子信息中心）；Department of Physics, Kyoto University（京都大学物理学系）；Graduate School of System Informatics, Kobe University（神户大学系统信息学研究）
该研究通过一维PIC模拟揭示了磁化电子-正子对等离子体中诱导康普顿散射的线性增长特性，为快速射电暴和激光-等离子体实验提供了理论基础。
2026-01-03 astro-ph.HE physics.plasm-ph
Topological phases and bulk-edge correspondence of magnetized cold plasmas
等离子体最近已被研究作为拓扑材料。然而，在冷磁化等离子体中的拓扑相位和拓扑相变的全面图片仍然缺失。在这里，我们系统地映射出所有的拓扑相，并建立在冷磁化等离子体的体边缘对应。我们发现，对于线性本征模，在密度$n$、磁场$B$和平行波数$k_{z}$的参数空间中存在10个拓扑相，它们被朗缪尔波-L波共振、朗缪尔波-回旋波共振和零磁场的表面所分隔.对于固定的$B$和$k_{z}$，只有朗缪尔波-回旋波共振处的相变对应于边缘模式。给出了这类边缘模态存在的充分必要条件，并通过数值解进行了验证。我们证明了边缘模不仅存在于等离子体-真空界面上，而且存在于更一般的等离子体-等离子体界面上。这一发现拓宽了这些外来激发在空间和实验室等离子体中的可能应用。
2021-06-21 physics.plasm-ph
Stopping of Gyratory Fast Particle in Magnetized Cold Plasma
考虑了在均匀磁场存在下，旋转粒子在冷等离子体中的能量损失。能量损失率的分析和数值结果。这对于强场和弱场都是如此（即，例如，当电子回旋频率高于或小于等离子体频率时），以及当测试粒子速度大于电子热速度时。结果表明，能量损失率可能比在没有磁场的情况下通过等离子体的运动的情况下高得多。
1998-05-04 physics.plasm-ph
Induced Compton scattering in magnetized electron and positron pair plasma
本文首次在磁化对等离子体中解析推导了低于回旋频率的诱导康普顿散射增长率，识别出三种密度涨落模式，并揭示回旋半径效应和德拜屏蔽对散射的抑制作用，从而解释了快速射电暴X模式波的100%偏振逃逸现象。
2025-03-13 astro-ph.HE physics.plasm-ph
Three-wave scattering in magnetized plasmas: from cold fluid to quantized Lagrangian
在磁化等离子体中，由外部泵浦或内部不稳定性产生的大振幅波可以通过三波相互作用散射。虽然三波散射在前向或后向几何中是众所周知的，但当波在磁化等离子体中相互成角度传播时会发生什么仍然是未知的，主要是由于这个问题的分析困难。在本文中，我们克服了这一分析困难，并找到了一个方便的公式冷，均匀，磁化等离子体中的三波耦合系数在最一般的几何形状。这是通过系统地解决流体麦克斯韦模型的二阶使用多尺度微扰展开。当我们将耦合系数的一般公式重新表示为量子化拉格朗日量的S矩阵元素时，它变得透明。利用量子化的拉格朗日量，可以绕过微扰解，直接由等离子体的线性响应得到非线性耦合系数。为了说明如何计算冷耦合系数，我们给出了一组参与波是准横向或准纵向的例子。在这些例子中，我们确定的三波散射的角度依赖性，并证明后向散射不一定是磁化等离子体中最强的散射通道，在unmgnetized等离子体中发生的情况相反。我们的方法给出了一个更完整的图片，超越简单的准直几何形状，注入波如何可以在磁约束设备中衰减，以及激光如何可以在磁化等离子体目标散射。
2017-05-27 physics.plasm-ph
Dust acoustic wave in a strongly magnetized pair-dust plasma
证明了强磁化电子-正电子（对）-尘埃等离子体中尘埃声波的存在。在尘埃中，回复力来自于无惯性的电子和正电子的压力，尘埃质量提供了惯性。这种波在天体物理学环境中可能会引起人们的兴趣，比如超新星和超新星，以及实验室等离子体中强激光束引起的星团爆炸。
2005-03-03 astro-ph physics.plasm-ph
Double-layer shocks in a magnetized quantum plasma
本文报道了在量子电子-正电子-离子（e-p-i）等离子体中，量子离子声波（QIAWs）斜向于外磁场传播时，有限幅静电激波的形成。这样的冲击被认为是由压缩和伴随的稀疏慢波阵面的双层（DL）结构。这种DL冲击的存在关键取决于量子耦合参数$H$与玻姆势和正电子电子密度比$δ$。然而，配置文件可能会，陡峭的初始和达到稳定状态的一些孤立波的前面的冲击。这种新的DL冲击可能是强激光-固体密度等离子体相互作用实验以及紧凑天体物理物体中粒子加速的良好候选者，例如，磁化的白矮星。
2010-08-19 physics.plasm-ph
Interchange transport in electron-positron plasmas with ion impurities
准中性非均匀磁化正负电子等离子体中密度丝的交换驱动和交叉场输运被证明是强烈减少少数离子的存在。两种机制被确定为减少径向传播和等离子体运输：有效质量相关的惯性，和碰撞依赖玻尔兹曼自旋的细丝。数值结果得到了一个三维全F的多组分陀螺流体模型。
2018-07-24 physics.plasm-ph
Unified kinetic theory of induced scattering: Compton, Brillouin, and Raman processes in magnetized electron and positron pair plasma
Kyoto University（京都大学）；Yukawa Institute for Theoretical Physics, Kyoto University（京都大学汤川理论物理研究所）
针对强磁化电子-正电子对等离子体，建立了包含感应康普顿、受激布里渊和受激拉曼散射的统一动理学理论，推导了密度涨落模式的线性增长率，阐明了不同条件下的主导散射类型，并发现受激拉曼散射在磁化对等离子体中成为可能。
2026-07-01 astro-ph.HE physics.plasm-ph
Nucleus-acoustic solitary waves and double layers in a magnetized degenerate quantum plasma
用约化微扰方法研究了四分量磁化简并量子等离子体系统（包含非简并惯性轻核、非相对论和超相对论简并电子和正电子以及不动重核）中的核声（NA）孤波（SW）和双层（DL）性质.导出了Korteweg-de Vries（K-dV）、修正K-dV（MK-dV）和Gardner方程，以研究NA SW和DL的基本特征（即幅度、速度和宽度）。结果表明，超相对论简并电子和正电子、稳定重核、外加磁场（不均匀性）等的影响显著地改变了NASW和DLs的基本特征.指出了与白矮星和中子星等天体物理致密天体相关的NASW和DLs的基本特征和物理基础。
2017-07-18 physics.plasm-ph
Generation of cold magnetized relativistic plasmas at the rear of thin foils irradiated by ultra-high-intensity laser pulses
提出了一种在实验室中产生磁化相对论等离子体的方案。它是基于超高强度亚皮秒激光脉冲与几微米厚的箔或膜的相互作用。通过Particle-In-Cell模拟表明，高能电子由激光产生，并在靶的后部疏散触发的目标的膨胀，并建立了一个强大的方位磁场。结果表明，在膨胀的等离子体鞘层中，磁压力与电子静质量能量密度之比大于1，而等离子体压力小于磁压力，电子回旋半径小于等离子体尺寸。该方案可用于相对论性磁重联等极端天体物理现象的实验室研究。
2021-11-24 physics.plasm-ph
Hydrodynamic and kinetic models for spin-1/2 electron-positron quantum plasmas: Annihilation interaction, helicity conservation, and wave dispersion in magnetized plasmas
本文讨论了自旋为1/2的电子-正电子量子等离子体的完整理论，其中电子和正电子以小于光速的速度运动。我们推导了一组两流体量子流体力学方程，包括连续性，欧拉，自旋（磁矩）演化方程的每个物种。我们明确地包括库仑，自旋-自旋，达尔文和湮灭相互作用。湮灭相互作用是本文的主要内容。我们考虑了湮灭相互作用在量子流体力学方程和磁化正负电子等离子体波谱中的贡献。我们考虑平行和垂直于外磁场的波的传播。我们还考虑了纵波的斜传播。本文导出了考虑Darwin相互作用和湮灭相互作用的正负电子等离子体的量子动力学方程组。我们将动力学理论应用于没有外场时的线性波行为。计算了Darwin相互作用和湮灭相互作用对朗缪尔波朗道阻尼的贡献。我们应该提到，湮灭相互作用不会改变系统中粒子的数量。它与湮灭本身无关，但它是电子-正电子对通过将其转换为虚光子而相互作用的结果。包含Darwin相互作用和湮灭相互作用的正负电子等离子体的一对非线性薛定谔方程。证明了在具有达尔文相互作用和湮灭相互作用的自旋粒子的正负电子量子等离子体中守恒螺旋度的存在性。结果表明，湮没相互作用在量子正负电子等离子体中起着重要作用，其贡献与自旋相互作用的贡献相当。
2014-04-18 astro-ph.HE physics.plasm-ph quant-ph
Electrostatic shock structures in a magnetized plasma having non-thermal particles
本文从理论上研究了尘埃-离子-声冲击波在多组分磁化对离子等离子体中的非线性传播，该等离子体中含有惰性的暖正离子和负离子，无惰性的非热电子和正电子，以及静态的带负电荷的大颗粒尘埃颗粒。用约化摄动法导出了Burgers方程。等离子体模型支持在静态带负电荷的大规模尘埃颗粒的存在下的正激波和负激波结构。结果表明，正、负激波轮廓的陡度均随离子运动粘度的增加而减小，但对高度无影响;电子温度的增加使激波轮廓的振幅增大。正激波的高度随入射角的增大而增大，正激波的高度随正电子数密度的增大而增大。本文还简要讨论了本研究结果的应用。
2021-07-17 physics.plasm-ph
Investigation of a parametric instability between ELF and VLF modes driven by antennas immersed in a cold, magnetized plasma
我们已经研究了一个VLF，ELF和组合ELF/VLF天线沉浸在冷，磁化等离子体使用一个完全动力学，三维粒子在细胞模拟代码称为大尺度等离子体（LSP）的行为。所有的天线被建模为磁偶极子（$ρ_{ant}=0$），并被分配一个有限大小的电流回路内的时变电流密度。VLF天线以大于较低混合频率（$ω_{LH}$）的频率（$ω_{VLF}$）以10安培驱动，而ELF天线以小于$ω_{LH}$的频率（$ω_{ELF}$）以3安培驱动。组合的ELF/VLF天线（我们称之为参量天线）包括在同一模拟域中同时驱动的两个天线。我们发现，参量天线非线性激发电磁（EM）哨声波在更大程度上比单独的甚低频天线。我们还表明，EM哨声波的参数激发导致更大的发射EM功率（以瓦特计）相比，单独的VLF天线。
2017-09-14 physics.plasm-ph
Spin solitons in magnetized pair plasmas
考虑到磁等离子体中电子和正电子的自旋性质，导出了一组流体方程。研究了双等离子体的磁流体动力学极限。结果表明，在强磁化等离子体中，电子和正电子的微观自旋性质可以导致有趣的宏观和集体效应。特别是，它被发现，新的Alfvenic孤波结构，由修改后的Korteweg-de Vries方程，允许在这样的等离子体。如果忽略量子自旋效应，这些孤立子结构消失。我们的结果应该是相关的天体物理等离子体，例如在脉冲星磁层。
2007-11-09 astro-ph physics.plasm-ph
Effects of quantum statistical pressure and exchange correlation on the low frequency electromagnetic waves in degenerate Fermi-Dirac pair-ion plasma
利用量子磁流体力学模型研究了量子电子-正电子-离子磁等离子体中低频、长波长的电磁波，即剪切阿尔芬波。在这个模型中，我们考虑了电子和正电子被磁化和简并，而离子被磁化和经典。我们还考虑了完全出现在电子和正电子动力学方程中的交换关联项的影响。整个处理过程采用多流体模型。我们的目的是研究剪切阿尔文波在上述等离子体系统中的传播。为此，我们导出了剪切Alfvén波的修正色散关系。结果与地球实验室天体物理学有关。
2017-09-23 physics.plasm-ph
Ion-acoustic shock waves in a magnetized plasma featuring super-thermal distribution
该研究用约化微扰法推导磁化成对离子等离子体中的 Burgers 方程，揭示超热电子和正电子条件下倾角、离子黏度及质量对正、负离子声激波的影响。
2021-04-14 physics.plasm-ph
Accelerating self-modulated nonlinear waves in weakly and strongly magnetized relativistic plasmas
本文将描述相对论电子-正电子等离子体中圆极化波自调制的非线性薛定谔方程转化为修改的第二Painlevé方程，获得了依赖于磁化强度的加速传播波解，该解允许波逆转传播方向，不同于恒速孤子解。
2023-09-12 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
Anomalous Diffusion at Edge and Core of a Magnetized Cold Plasma
本文阐述了弱湍流冷磁化等离子体反常扩散理论的进展。在文献中提出的几个模型进行了讨论。重点放在一个新提出的机制的基础上的耦合作用的导电壁（不包括电极）约束等离子体漏极电流（边缘扩散）与磁场通量“切割”的带电粒子在其轨道运动的跟踪区域的异常扩散传输机制。同样的推理适用于等离子体核心的异常扩散。所提出的机制预计是有效的制度时，等离子体扩散尺度玻姆扩散和高$B/N$，碰撞时是次要的。
2009-01-23 physics.class-ph physics.plasm-ph
Invariant imbedding theory of mode conversion in inhomogeneous plasmas. II. Mode conversion in cold, magnetized plasmas with perpendicular inhomogeneity
本文将非均匀介质中耦合波传播的不变量嵌入理论的一个新版本应用于冷、磁化和分层等离子体中高频电磁波到静电模的模式转换。考虑了外加磁场垂直于非均匀性方向且电子密度分布为线性的情况。得到了非均匀等离子体中模式转换系数、反射率以及波电场和波磁场分布的精确结果。详细研究了模式转换现象与外加磁场大小、入射角和波频率的关系。
2006-02-23 cond-mat.other physics.plasm-ph
Space Time Algebra Formulation of Cold Magnetized Plasmas
本文利用 Clifford 代数将冷多组分无损耗磁化等离子体的 Maxwell 方程表述为含场、极化和电流的 Dirac 型 Hermitian 演化方程，以支持无坐标、通用离散与量子计算实现。
2024-12-06 physics.plasm-ph
On O-X mode conversion in a cold magnetized 2D inhomogeneous plasma in the electron cyclotron frequency range
本文导出了一组简化的偏微分波动方程，该方程适用于转换层靠近O模截止面的情况，并考虑了磁场的二维不均匀性，且不限制环向和磁场方向之间的夹角。给出了导出方程组的解的积分表示。对于O模截止面与X模截止面夹角较小的特殊情况，得到了电场分量和转换系数的显式表达式，并详细讨论了其性质。
2006-09-27 physics.gen-ph physics.plasm-ph
Relaxation of a Two Electron-Temperature Relativistic Hot Electron-Positron-Ion Plasma
本文研究了相对论热电子-正电子-离子等离子体的弛豫，推导出由四种自组织结构组成的四重贝尔特拉米弛豫态，并揭示了冷种类密度与相对论温度对顺抗磁结构转化的影响，增进了对等离子体能量转换机制的理解。
2025-07-01 physics.plasm-ph
Self-organized multiscale structures in thermally relativistic electron-positron-ion plasmas
本研究针对热相对论性电子-正电子-离子磁化等离子体的自组织问题，发现其自组织态为三重贝尔特拉米态，揭示了热能、正电子密度对本征值性质及自组织结构的影响，可为多尺度涡旋与发电机机制研究提供支撑。
2024-07-12 physics.plasm-ph
Confinement of relativistic electrons in a magnetic mirror en route to a magnetized relativistic pair plasma
在实验室中制造磁化的相对论对等离子体将使探索与宇宙中一些最具能量的事件相关的独特等离子体物理成为可能。作为迈向实验室对等离子体的一步，我们已经证明了有效的约束多$\mathrm{MeV}$电子内的脉冲功率驱动的$13$ $\mathrm{T}$磁镜场与$2.6$的镜像比。利用磁谱仪测量轴向和径向损耗来诊断约束。损失谱与$\leq 2.5$ $\mathrm{MeV}$电子限制在$\sim 1$ $\mathrm{ns}$的反射镜中一致。在能量相当的$10^{12}$电子-正电子对源的情况下，该磁镜将限制具有洛伦兹因子$γ\sim 6$和磁化强度$σ\sim 40$的相对论性对等离子体。
2022-01-21 physics.plasm-ph
Modulational Instability and Generation of Envelope Solitons in Four Component Space Plasmas
考虑了一个四分量空间等离子体系统（由不动正离子、惯性冷正电子以及热电子和正电子组成，遵循Cairns非热分布函数）。通过推导非线性薛定谔（NLS）方程，从理论上研究了由冷态正电子粒子（热态和正电子粒子的非热压力）提供惯性（回复力）的正电子声波的非线性传播.数值分析发现，所考虑的空间等离子体系统支持与PA波相关的暗、亮包络孤子的存在，且暗（亮）包络孤子是调制稳定（不稳定）的。研究还发现，等离子体参数（等离子体粒子数密度和温度）对PA包络孤子的基本性质（即稳定区和不稳定区随增长率的变化）有很大的影响，这与实际空间等离子体的不同情况相对应。
2017-07-05 physics.plasm-ph
Non-Extensive Transport Equations in Magnetized Plasmas
本文首次介绍了一个完整的非广延统计碰撞输运自洽动力学模型，根据Tsallis熵推广了普通Maxwell-Boltmzann统计量。仅从这个熵的定义出发，我们推导出动力学模型，在强磁化等离子体中找到电子的解，并计算各自的输运系数，以设置封闭的流体方程。所得结果进一步应用于模拟空间等离子体中的热输运和磁约束等离子体中的冷脉冲现象。
2018-06-06 physics.plasm-ph
Dispersion Relations for Bernstein Waves in a Relativistic Pair Plasma
完全相对论性地处理电子-正电子对等离子体中的伯恩斯坦波，由于问题的性质非常复杂，一直是一项艰巨的任务。在这篇文章中，我们进行围道积分的介电响应函数和数值计算的色散曲线的均匀，磁化，相对论性的电子-正电子对等离子体。的行为的分散体解决方案的几种情况下，不同的等离子体温度突出显示。特别是，我们发现两个波模式，只存在于大的波长和频率类似的回旋频率在适度相对论对等离子体。这里提出的结果有重要的影响，这些对象的研究中，一个热的磁化电子-正电子等离子体在产生所观察到的辐射中起着重要的作用。
2009-08-21 astro-ph.HE physics.plasm-ph
Three-dimensional modulation instability of dust-ion-acoustic waves and rogue waves in warm nonthermal magnetized plasmas
本研究针对含非热电子与正电子的暖磁化复杂等离子体，用约化微扰法推导(3+1)维非线性薛定谔方程，分析三维尘埃离子声波调制不稳定性与怪波的参数依赖及应用意义。
2023-06-09 physics.plasm-ph
Maximum entropy states of collisionless positron-electron plasma in a dipole magnetic field
构建了偶极磁场约束无碰撞正负电子等离子体最大熵状态的理论模型，通过分析三个绝热不变量对相空间分布函数的影响，证明了在广泛物理参数下两种粒子的有效约束，并通过数值评估验证了该理论。
2022-11-22 physics.plasm-ph
Generalized matching criterion for electrostatic ion solitary propagations in quasineutral magnetized plasmas
基于磁流体力学（MHD）模型，采用标准赝势方法，给出了二分量和三分量准中性磁等离子体中孤立波斜传播的任意振幅精确通解.结果表明，在二流体和三流体磁等离子体中存在这种斜非线性传播的必要匹配判据具有全局特征。这些功能检查的情况下，电子-离子和电子-正电子-离子磁等离子体与不同的状态方程。研究还表明，对于等离子体频率大于回旋频率（$B_0<0.137\sqrt{n_0}$）的电子-离子磁等离子体，存在一个$β_{cr}=\arccos{\left[B_0 /(0.137 \sqrt{n_0})\right]}$的临界角，在这个临界角下，孤立激发的传播是不可能的。本文还讨论了旋转磁等离子体中科里奥利效应对孤子匹配条件的影响。目前的研究对天体物理学和实验室磁等离子体中的非线性波动力学具有重要意义。
2011-02-13 physics.plasm-ph
Diffusion and Radiation in Magnetized Collisionless Plasmas with High-Frequency Small-Scale Turbulence
磁化的高能量密度等离子体通常会有很强的电磁涨落，其相关尺度小于电子的拉莫尔半径。在这样的等离子体中，来自电子的辐射与同步加速器和回旋加速器辐射明显不同，它们的能量和俯仰角扩散密切相关。在本文中，我们提出了一个全面的理论和数值研究的粒子在冷，“小尺度”朗缪尔和哨声模式湍流的传输及其关系的辐射光谱同时产生的这些粒子。我们强调，这种关系是一个极好的诊断工具的实验室，天体物理，行星际和太阳等离子体的平均磁场和强大的小尺度湍流。
2015-12-03 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
Diffraction of a Waveguide Mode at the Transverse Boundary of Magnetized Plasma
本文发展了圆波导内冷磁化电子等离子体与各向同性类真空介质之间平横边界处模变换（衍射）的一般理论。所得结果也可直接应用于等离子体（或各向同性介质）中运动带电粒子束产生的窄带切伦科夫辐射。
2021-04-30 physics.acc-ph physics.plasm-ph
Power coupled to the slow wave resonance cone in cold plasma
本文首次计算了圆柱形源在任意碰撞率下耦合到低密度磁化等离子体慢波共振锥的功率，发现在冷无碰撞极限下该功率保持有限，并给出了其主要参数依赖关系。
2025-09-12 physics.plasm-ph
Nonlinear oscillations and waves in multi-species cold plasmas
通过构造两组二阶非线性解，重新审视了多组分等离子体中非线性振荡的时空演化，为相位混合物理学提供了更多的见解。第一个解决方案表现出完美的振荡的线性政权和相位混合出现只有非线性的二阶作为有质动力的响应。这种反应可以是直接的，也可以是间接的。有质动力的间接贡献出现通过自洽产生的低频场。此外，有质动力的相混合过程中的直接和间接的贡献进行了探讨，它被发现，间接的贡献是可以忽略不计的电子-离子等离子体的情况下，它消失的电子-正电子等离子体，但代表一个相等的贡献在电子-正电子-离子等离子体。然而，第二个解决方案并没有表现出任何相位混合，由于没有有质动力，但在一个未失真的非线性行波的结果。这些研究与实验室/天体物理多物种等离子体有关。
2016-12-09 physics.plasm-ph
Laser-plasma interaction in magnetized environment
当等离子体介质被强磁化时，激光的传播和散射呈现出新的现象和应用。在兆高斯磁场下，光学激光的散射已经变得明显的各向异性。特殊的角度存在的相干激光散射增强或抑制，我们证明使用冷流体模型。因此，通过将激光束对准特定的角度，可以优化磁化内爆实验中的激光-等离子体耦合。此外，磁化散射可以用来改善等离子体基激光脉冲放大器的性能。使用磁场作为额外的控制变量，可以产生更高强度的光脉冲，以及压缩UV和软X射线脉冲，这是其他方法无法达到的。在更强的千兆高斯磁场中，激光-等离子体相互作用开始进入相对论-量子机制。利用量子电动力学，我们计算了修正的波色散关系，这使得正确的解释法拉第旋转测量的强磁场。
2017-12-01 physics.plasm-ph
Gyromap for a two-dimensional Hamiltonian fluid model derived from Braginskii's closure for magnetized plasmas
我们考虑了一个二维流体模型描述的等离子体通过一个恒定的，但不均匀的磁场$\mathbf{B} = B(x,y) \mathbf{\hat{z}}$。密度和涡度的动力学演化考虑了交换不稳定性和磁场不均匀性。首先，为了描述有限拉莫尔半径效应，我们应用gyromap从冷离子模型建立了一个具有离子温度的哈密顿模型。第二，我们表明，gyromap是合理的，使用Braginskii的封闭的应力张量，以及一个恰当的顺序上的波动量。
2011-03-15 physics.plasm-ph
Quantum Computing Perspective for Electromagnetic Wave Propagation in Cold Magnetized Plasmas
该研究针对经典麦克斯韦方程组离散方法不适用于量子计算的问题，构建了冷磁化等离子体中麦克斯韦方程组的量子薛定谔表示，开发了量子比特晶格算法（QLA），并通过经典模拟验证了其有效性。
2023-11-29 physics.plasm-ph quant-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
Filamentation instability in a quantum magnetized plasma
利用冷量子磁流体力学模型研究了非相对论电子束通过量子磁化等离子体时产生的偏转不稳定性。证明了当且仅当存在有限磁场时，量子效应可以完全抑制不稳定性。一个无量纲的参数被确定的措施的强度的量子效应。强量子效应允许比经典状态小得多的磁场来抑制不稳定性。
2008-01-25 physics.plasm-ph physics.space-ph
Oblique propagation of arbitrary amplitude electron acoustic solitary waves in magnetized kappa-distributed plasmas
本文研究了磁化等离子体中大振幅电子声波的线性和非线性性质。热电子被假定为在一个非麦克斯韦状态，其特征在于过量的超热粒子，在这里模拟的卡帕型长尾分布函数。波被假定为斜向传播到周围的磁场。两种类型的静电模式存在于线性政权，并简要分析了它们的属性。非线性赝势型分析揭示了大振幅静电孤波的存在，并允许调查其传播特性和存在域，在孤子速度（马赫数）。研究了等离子体的关键结构参数，即超热指数和冷电子密度对孤子特性和孤子存在域的影响。讨论了磁场强度和磁场的作用。
2012-06-29 nlin.PS physics.plasm-ph
Three-dimensional structure and stability of discontinuities between unmagnetized pair plasma and magnetized electron-proton plasma
本文通过三维PIC模拟研究未磁化正负电子对等离子体与磁化电子-质子等离子体间断面，揭示电磁脉冲、丝化及Rayleigh-Taylor型不稳定性共同导致对等离子体减速压缩，从而为相对论性喷流准直提供关键机制。
2023-06-09 astro-ph.HE physics.plasm-ph
Self-confinement of relativistic pair beams in magnetized interstellar plasmas: the case of pulsar X-ray filaments
Columbia University（哥伦比亚大学）；Princeton University（普林斯顿大学）；Flatiron Institute（平顿研究所）
研究脉冲星X射线细丝等现象挑战宇宙射线传输标准图景的问题，通过全动力学二维粒子模拟，发现电荷中性对束能自发产生净电流，驱动非共振流不稳定放大磁场，为电荷不对称和粒子自约束提供途径。
2026-07-20 astro-ph.HE physics.plasm-ph
Turbulence in Magnetized Pair Plasmas
研究了强磁化低β对等离子体中的阿尔夫维尼克型湍流。一组耦合的方程的演变的磁和流动的潜力，推导出，涵盖流体和动力学尺度。在流体（MHD）范围内，这些方程与电子-离子等离子体的方程相同，因此这些尺度下的湍流预计具有Alfvénic性质，表现出临界平衡，动态对齐，并在小尺度下过渡到撕裂介导的状态。临界尺度，在该过渡到撕裂介导的范围内发生的推导，并在该范围内的光谱斜率被预测为$k_\perp^{-8/3}$（或$k_\perp^{-3}$，取决于假设的重新连接配置的细节）。在电子（和正电子）趋肤深度以下的尺度上，有人认为湍流是由惯性阿尔文波的级联决定的，我们证明了这导致了磁能谱$\propto k_\perp^{-11/3}$。
2018-05-23 astro-ph.HE physics.plasm-ph
Scattering and Transformation of Waves on Heavy Particles in Magnetized Plasma
本文研究了磁化等离子体中传播的波在等离子体-真空平面边界上静止重带电粒子上的散射和变换。由于入射波与粒子周围的偏振（屏蔽）云的非线性耦合，发生散射（变换）。结果表明，问题归结为磁化等离子体非线性（三指数）介电张量的确定。在冷等离子体（流体动力学）模型中研究了高频寻常波和非常波以及低频上混合波、低混合波和磁声波的散射（变换）的角分布和截面。
2011-02-01 astro-ph.SR physics.plasm-ph
Derivation of Radiation from a Dipole immersed in a Homogenous Magnetized Plasma
我们考虑一个偶极天线浸在冷等离子体和研究其辐射模式。我们使用（1）天线平行于磁场$B_0$的情况下的解析解和（2）天线的任何方向和角度$θ$的数值解来求解麦克斯韦方程。我们研究了不同的相速度制度，以及不同的频率和等离子体参数对电磁波的影响。
2013-02-13 physics.comp-ph physics.plasm-ph
Relativistic Nonlinear Whistler Waves in Cold Magnetized Plasmas
本文从描述外螺线管磁场中准中性等离子体中各种粒子动力学的Vlasov-麦克斯韦方程组出发，利用流体动力学替代技术，得到了一个控制各种粒子动力学的相对论流体动力学方程组。基于多尺度方法，导出了一个由三个非线性薛定谔方程组成的系统，该系统描述了三种基本哨声模的横向包络。利用Dubois-Violette形式级数方法，得到了相对论和非相对论情形下耦合非线性Schrodinger方程组的一个行波解.我们的描述的一个有趣的特点是，哨声波不扰动等离子体电子的初始均匀密度。等离子体对感应哨声波的响应包括横向速度重新分布，它完全遵循电磁哨声的行为。这一特性在未来的激光等离子体加速器中对带电粒子束的横向聚焦有重要的应用。另一个有趣的特点是非线性模式耦合的选择规则。根据这些规则，在非相对论区域中，模式之间的自耦合是不存在的，这是由洛伦兹力控制的相互作用的矢量特征的直接结果。
2018-05-04 nlin.PS physics.acc-ph physics.plasm-ph
