Collective effects in vortex movements in complex (dusty) plasmas
我们研究的发病和复杂的（尘埃）等离子体中的旋涡的特性，使用二维模拟后，PK-3加实验室建模的设置。少量的微粒最初在空隙周围的单层中自排列。当引入额外的粒子时，由于等离子体力的非零旋度，扩展的涡旋系统发展。我们证明了剪切变稀效应的旋涡。速度结构函数和能量和涡度拟能谱表明，涡流湍流存在的“经典”Kolmogorov型的本质。
2013-10-15 physics.plasm-ph
On annihilation of the relativistic electron vortex pair in collisionless plasmas
与流体动力学涡旋相反，等离子体中的涡旋包含围绕涡旋中心循环的电流，其在内部产生局部化的磁场。利用计算机模拟，我们表明，与涡旋相关的磁场引起的机制的涡旋对在无碰撞等离子体中的耗散，导致快速湮灭的磁场与它的能量转化为快电子，二次涡旋，等离子体波的能量。双涡旋系统能量衰减的两个主要贡献者，即磁场湮灭和二次涡旋形成，由涡旋相对于电子趋肤深度的大小来调节，电子趋肤深度与电子γ因子$γ_e$成比例，即$R/d_e \propto γ_e^{1/2}$。磁场湮灭在弱相对论性涡旋中占主导地位，而在超相对论性涡旋中，二次涡旋的形成是初始双涡系统阻尼的主要途径.
2018-08-04 physics.plasm-ph
Structural transition of vortices to nonlinear regimes in a dusty plasma
本文建立了一个二维动力学模型，分析了处于动力学平衡的方位对称环形系统中的驱动耗散尘埃云的稳态，该系统与背景无界流动等离子体处于动力学平衡。其数值解不仅证实了在线性极限下驱动粉尘涡流的解析结构，而且还显示了粉尘涡流如何受到流动本身的非线性对流的强烈影响。在线性到非线性过渡区$0.001\le {\rm Re} < 50$内研究了各种系统参数，包括外部驱动场和雷诺数（Re）的影响。与各种相关的实验观察一致，在线性区域中围绕中心对称的流动结构开始在非线性区域中变得不对称。尘埃流的平衡结构在非线性区主要受运动粘滞、离子拖曳和中性碰撞等耗散尺度的影响，而在线性区主要受外部驱动场和约束边界的控制.
2018-06-25 physics.plasm-ph
Observation of Kolmogorov turbulence due to multiscale vortices in dusty plasma experiments
本研究在三维尘埃等离子体云的自激涡旋流中实验观测到充分发展的Kolmogorov湍流，通过功率谱和结构函数证实其特征标度律，发现速度梯度分布尾部有轻微偏差，且该现象在多种实验条件下均可复现。
2024-10-29 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
Theory of electron and ion holes as vortices in the phase-space of collision-less plasmas
本文提出无碰撞等离子体相空间的类流体描述，通过连续性、动量、压力扩散与涡量方程将电子和离子空穴识别为涡旋，并推导 Schamel 参数关系、复现 schamel-df 方程。
2023-10-30 physics.plasm-ph
Plasma vortices driven by magnetic torsion generated by electric currents in non-magnetic planetary wakes
在非碰撞磁化的天体物理等离子体中，涡旋可以形成，就像Lundin等人（2013年）通过整合金星快车（VEX）航天器的许多轨道数据发现金星等离子体尾流的情况一样。一方面，我们的目的是发展一个理论基础，以解释在非碰撞天体物理等离子体涡旋的发生和形成。另一方面，应用后者来研究金星和火星尾流中的涡度。我们介绍了两个定理和两个推论，这可能适用于任何非碰撞等离子体系统，涉及涡度的电磁变量，如磁场和电流密度。我们还介绍了一个玩具涡模型的唤醒非磁化行星机构。从所提出的定理和模型，并使用VEX和火星全球勘测者（MGS）航天器的磁数据，我们确定在金星和火星的尾流中的旋涡在单个航天器尾流交叉。我们还确定了电流密度和涡度最大值之间的空间重合确认我们的定理和模型的一致性。我们的结论是，在非碰撞磁化等离子体中的涡旋总是与电流，涡旋和电流总是共存。这表明产生这种类型的涡流的机制是电流和磁场之间的相互作用，考虑到由于非零净电荷密度引起的等离子体电流感应磁场，该磁场修改现有的场并且还产生螺旋场配置，该螺旋场配置驱动带电粒子沿着螺旋轨迹。
2021-07-13 astro-ph.EP physics.plasm-ph
Efficient Generation of Tunable Magnetic and Optical Vortices Using Plasmas
等离子体是一种有吸引力的介质，用于产生具有可预测拓扑结构的强微观磁结构和可调谐电磁辐射，这是由于其维持和操纵高电流和强场的非凡能力。在这里，使用理论和模拟，我们表明，当一个尖锐的相对论电离锋（IF）通过一个相对长波长的拉盖尔-高斯（LG）激光脉冲与轨道角动量（OAM）时，多兆高斯磁和可调光涡旋的有效生成。通过改变等离子体密度，光涡旋在很宽的光谱范围内发生频率上移，并在持续时间上被压缩。两个涡旋的拓扑电荷可以通过控制入射LG激光的OAM模式和/或通过控制IF的拓扑和密度来操纵。对于相对高（低）的等离子体密度，入射LG激光脉冲的大部分能量被转换为磁（光）涡。
2022-04-19 physics.optics physics.plasm-ph
Formation of global vortices in a dusty plasma cylinder
本文研究了有界圆柱定向等离子体中与活性尘埃有关的超低频模式。这里假设所有等离子体粒子的流动沿着轴向坐标，其中速度梯度被设置为沿着径向方向。麦克斯韦和非麦克斯韦（Kappa和Carins）尘埃等离子体静电尘埃声学和漂移模式的耦合驱动全球涡旋的形成进行了分析。涡旋解的系数受到超热粒子的强烈影响。这一分析的意义可以从实验室实验和PK-4任务的角度来看。此外，这可能是富有成效的天体物理设置，可以模仿作为一个等离子体在宏观尺度上的圆柱。
2020-11-13 nlin.PS physics.plasm-ph
Numerical study of vortices within a background vortex
本研究利用二维理想流体与二维非中性等离子体的类比，通过自适应细化轮廓动力学模拟背景涡旋内涡旋动力学，并与彭宁-马尔姆伯格阱实验对比，发现一致性与差异。
2025-01-17 physics.flu-dyn physics.plasm-ph
Intense high-harmonic optical vortices generated from a micro-plasma-waveguide irradiated by a circularly polarized laser pulse
提出了一种产生强高次谐波光学涡旋的方案。当相对论性强的圆偏振激光脉冲照射微等离子体波导时，它依赖于光的自旋轨道相互作用。强激光场在波导的内边界处驱动一个强表面波，当激光在波导内传播时，会产生高次谐波。对于圆偏振驱动激光器，光学手征性被压印到表面波，这有助于将基波的自旋角动量转换为谐波的轨道角动量。一个“动摇波导”模型的发展表明，上述现象的出现是由于非线性等离子体响应，修改电磁模式在高强度。我们进一步表明，所有谐波光束的相速度自动匹配的驱动激光，使谐波强度随传输距离的增加。谐波产生的效率与表面波破碎效应有关，使用紧密聚焦的激光可以显著增强表面波破碎效应。我们的模拟表明可以实现总体转换效率$\sim5\%$。
2022-02-17 physics.optics physics.plasm-ph
Closed field line vortices in planetary magnetospheres
在旋转主导的磁层中，有一个封闭的磁力线围绕行星旋转的区域，也有一个开放的磁力线远离行星的区域，形成磁尾的叶。本文表明，可能有第三个，显着不同的区域，封闭的磁力线形成扭曲的旋涡结构锚定在磁尾。当磁层内有重要的等离子体源，并且等离子体团形成过程的时间尺度远大于行星自转周期时，就会形成这种模式。在旋涡的存在下，Dungey和Vasyliunas循环的作用不同。邓吉流不穿透极冠的中心区域。尾部重连事件是罕见的，从而使等离子体有足够的时间来参与基本上三维涡旋形成的等离子体运动。上述条件都适用于土星。我们在等离子体中发现了类似漩涡的图案，并在土星的磁层中发现了卡西尼号飞船测量的磁场数据。在这些涡旋中旋转的等离子体永远不会到达向阳面，相反，它在磁尾的高纬度地区进行逆行运动。低能等离子体数据表明，所观察到的图案对应于封闭的场线涡。
2023-01-12 astro-ph.EP physics.plasm-ph physics.space-ph
Clumps in the Resistive-Drift-Wave turbulence
University of California San Diego（加州大学圣地亚哥分校）
研究通过数值模拟发现，当电子绝热参数较小时，电阻漂移波湍流主导由涡旋构成，涡旋偶极子可远距离传播并捕获等离子体密度，揭示了湍流非局部输运特性。
2026-03-25 physics.plasm-ph
The collisional resonance function in discrete-resonance quasilinear plasma systems
一种方法被开发来分析确定共振增宽函数在准线性理论，由于无论是克鲁克或福克-普朗克散射碰撞的边缘不稳定的等离子体系统中的离散共振不稳定性激发没有任何模式重叠。它表明，一个准线性系统，采用这里报道的计算加宽功能系统地恢复非线性增长率和模式饱和水平的近阈值等离子体先前从动力学理论计算。还计算了分布函数，这使得能够精确地确定特征碰撞共振宽度。
2019-06-05 physics.plasm-ph
Features of electromagnetic waves in a complex plasma due to surface plasmon resonances on macroparticles
本文研究了含金属和介质球夹杂物（宏观粒子、尘埃）的复杂等离子体的介电特性。我们着重于宏观粒子表面的表面等离子体共振及其对电磁波传播的影响。结果表明，表面等离子体激元振荡的存在显着修改等离子体的电磁特性的谐振和截止的有效介电常数。这导致电磁波的相关分支和波带隙。的背景下，尘埃等离子体实验的结果进行了讨论。
2015-12-30 physics.plasm-ph
Active plasma resonance spectroscopy: Eigenfunction solutions in spherical geometry
术语有源等离子体共振光谱（APRS）表示一类相关技术，其出于诊断目的利用等离子体在电子等离子体频率上或附近共振的自然能力：无线电频率信号（在GHz范围内）通过天线或探针耦合到等离子体中，记录光谱响应，并且使用数学模型来确定等离子体参数，如电子密度或电子温度。本文基于冷等离子体模型，给出了浸入等离子体中球形探针电导纳的一般解析表达式。它是从一个适当的运营商，它描述了探针等离子体系统的动力学行为的矩阵表示。这个动力学算子可以分为保守算子和耗散算子。可以看出，保守算符的本征值代表探针-等离子体系统的共振频率，这些共振频率简单地与电子密度有关。作为例子，将所得结果应用于球形阻抗探头和多极谐振探头。
2014-04-09 physics.plasm-ph
Relativistic Topological Waves from Cherenkov and Doppler Resonances in Self-Magnetized Laser Plasmas
激光与等离子体相互作用可以在等离子体-等离子体界面自然产生强磁场。利用理论分析和完全三维粒子模拟，我们证明了相对论拓扑波可以产生通过切伦科夫和多普勒共振的飞秒强激光脉冲与近临界密度等离子体的相互作用。在自磁化等离子体-等离子体界面处，出现了一个新的慢波分支。其相速度远小于激光脉冲的群速度和电子束速度。因此，切伦科夫共振条件可以容易地满足。此外，由于电子经历电子感应加速器振荡，多普勒共振也可能发生，并负责在我们的模拟中观察到的几个频移分支的激发。在激光脉冲通过后，我们观察到一个相对论振幅和频率接近局域等离子体频率的快剩余模。即使在激光脉冲离开等离子体之后，这种模式仍会在数十个激光周期内继续加速电子。
2022-09-14 physics.plasm-ph
The planar Multipole Resonance Probe: a functional analytic approach
有源等离子体共振光谱（APRS）是一种众所周知的诊断方法，其中射频探针浸入等离子体中并激发等离子体振荡。等离子体的响应被记录为频率相关谱，其中出现共振峰。通过数学模型等离子体参数，如电子密度或电子温度，可以确定从检测到的共振。大多数APRS探针的共同点是，它们浸入等离子体中，并由于探针的物理存在而扰动等离子体。为了克服这个问题，发明了平面多极共振探针（pMRP），其可以集成到等离子体反应器的腔室壁中。在本文中，第一个分析模型的pMRP，这是基于冷等离子体描述的电子。本文用泛函分析方法和一组完备的正交基函数导出了探针-等离子体系统的广义导纳。显式频谱近似导纳，包括收敛性研究。确定的谐振频率与以前的仿真结果吻合较好。
2017-12-20 physics.plasm-ph
Electronic resonances in expanding non-neutral ultracold plasma
本文计算了非均匀非中性超冷等离子体的自然振荡谱，发现电子摩擦导致离散本征振荡，并给出共振频率对电荷不平衡和膨胀时间的依赖，与实验吻合。
2023-12-22 physics.plasm-ph
Magnetohydrodynamic "cat eyes" and stabilizing effects of plasma flow
本文将流体力学框架下描述无穷多排全同涡的猫眼定常解推广到具有任意方向不可压缩流动的磁流体动力学平衡方程。扩展的解决方案涵盖了各种平衡，包括一维和二维广义的无力和哈里斯片配置，这是优选的，从那些通常采用的初始状态在重联研究。虽然涡流形状不受磁场的影响，但与平衡非线性相结合的流动通过形成位于猫眼涡流内的压力岛而对等压面产生强烈影响。更重要的是，磁场对齐流的实验融合的相关性和流动剪切有显着的稳定效果，在该地区的压力岛。通过外部轴向（“环形”）磁场增强稳定区域。
2009-01-16 physics.plasm-ph
Role of wave-particle resonance in turbulent transport in toroidal plasmas
环形等离子体中的波粒相互作用是漂移波不稳定性驱动的微湍流的一种重要输运机制。在托卡马克装置中，不同的波粒共振条件对不同漂移波序中多组分的能量和粒子输运有重要影响。为了证实电子和离子在托卡马克漂移波不稳定性中的输运机制，利用回旋粒子模拟等离子体芯离子温度梯度（ITG）和无碰撞俘获电子模（CTEM）湍流，研究了波粒共振对湍流输运的影响.模拟结果表明，在CTEM和ITG湍流中，电子输运主要受波粒线性共振控制，离子输运主要受非线性波粒去相关控制。
2021-01-06 physics.plasm-ph
Resonance overlap and non-linear velocity spread in Hamiltonian beam-plasma systems
我们分析了束-等离子体不稳定性的一些具体特征。特别是，非微扰效应的色散关系进行了研究时，标准的微扰逆朗道阻尼处理故障。我们还阐明了如何只有全球扭曲的配置文件，而不是丛生的宽度是真正的预测共振重叠饱和。
2019-05-30 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
Electron Cyclotron Resonance (ECR) Magnetometry with a Plasma Reservoir
通过测量微波脉冲照射电子等离子体时产生的温度，发现了彭宁-马尔姆伯格阱中的局部磁场。当脉冲频率被扫描时，观察到多个加热共振。许多共振是由于电子反弹和等离子体旋转边带。识别对应于回旋频率共振的加热峰值以确定磁场。一种快速制备用于破坏性温度测量的低密度电子等离子体的新方法，能够快速和自动扫描微波频率。该技术可以高精度地确定磁场，获得优于$1\,\mathrm{ppm}$的绝对精度和$26\,\mathrm{ppb}$的相对精度。一个重要的应用是原位磁力测量法，用于电荷-宇称-时间对称性和弱等效原理的反氢测试
2020-02-08 physics.plasm-ph
Fullerene-rare gas mixed plasmas in an electron cyclotron resonance ion source
利用电子回旋共振（ECR）离子源合成了Fe@C60等内嵌富勒烯。报道了N@C60的生产。然而，产率相当低，因为大多数富勒烯分子在ECR等离子体中断裂。我们采用了气体混合技术，以冷却等离子体，然后减少富勒烯解离。用法拉第杯观察了从富勒烯-He、Ar或Ar混合等离子体中引出的离子束的质谱。从结果来看，He气体混合技术对富勒烯的破坏是有效的。
2015-01-28 physics.plasm-ph
Electron Plasmas Cooled by Cyclotron-Cavity Resonance
我们观察到，高Q电磁腔谐振增加的回旋冷却率的纯电子等离子体中的潘宁-Malmberg陷阱时，电子的回旋频率，通过调整控制的磁场，匹配的频率的驻波模式在腔中。对于某些模式和捕获配置，这可以将冷却速率增加十倍或更多倍。在本文中，我们调查的冷却速率和平衡等离子体温度的变化在很宽的参数范围内，包括等离子体密度，等离子体位置，电子数，和磁场。
2016-09-28 physics.plasm-ph
Stable Elliptical Vortices in a Cylindrical Geometry
我们表明，在一个二维（2D）理想流体（也适用于准2D非中性等离子体柱在轴向磁场），在有限的磁盘大椭圆涡是稳定的。通过比较椭圆态和对称态的能量来满足一个充分条件，无需动力学特征分析。得到了能量的解析小椭圆展开式和有限椭圆的精确数值。膨胀表明稳定的线性l=2 diocotron模式的大涡旋（或等离子体柱）。对二维欧拉方程进行了数值模拟。它们不仅证实了这一充分条件，而且还表明，稳定性持续到较小的涡尺寸。本文还讨论了Briggs，Daughterson和Levy [Phys.Fluids 13，421（1970）]用本征分析法得到衰减的l=2模的原因。
1998-07-15 physics.flu-dyn physics.plasm-ph
Kinetic investigation of the planar Multipole Resonance Probe in the low-pressure plasma
有源等离子体共振光谱（APRS）是一种成熟的等离子体诊断方法：通过探针或天线将射频信号耦合到等离子体中，激发其振荡，并通过数学模型评估响应。大多数APRS探针是侵入性的，并且通过它们的物理存在来扰动等离子体。平面多极共振探头（pMRP）解决了这个问题：它可以集成到腔室壁中，并最大限度地减少扰动。以前的工作已经在Drude模型的框架中研究了pMRP，但它忽略了无碰撞阻尼等重要效应。在这项工作中，一个无碰撞的动力学模型，以进一步研究的pMRP的行为。该模型由Vlasov方程和Poisson方程在静电近似下耦合而成。通过计算等离子体的复导纳，得到了探针-等离子体系统的光谱响应。该模型涵盖了动力学效应，克服了Drude模型的局限性。
2021-05-31 physics.plasm-ph
On the self-excitation mechanisms of Plasma Series Resonance oscillations in single- and multi-frequency capacitive discharges
等离子体串联谐振（PSR）振荡的自激是低压容性射频（RF）放电电流的一个显著特征。这种共振导致鞘层中电荷的高频振荡，并增强了电子加热。到目前为止，这种现象只在不对称放电中观察到。在那里，电压平衡的非线性，这是必要的频率以上的应用频率的共振振荡的自激，主要是由二次贡献的等离子体鞘的电荷-电压关系。使用PIC/MCC模拟单频和多频电容放电和等效电路模型，我们证明了其他机制，如立方贡献的电荷-电压关系的等离子体鞘层和时间依赖的体电子等离子体频率可以导致PSR振荡的自激，以及。这些机制在以前的模型中被忽略了，但对于对称或弱不对称放电中电流的理论描述是重要的。
2016-02-10 physics.plasm-ph
Runaway expansion in confined quasi-2D plasmas and vortex fluids
在理想流体中的受限准二维引导中心等离子体和相互作用的线涡系统是具有无限相互作用距离的哈密顿系统的例子。利用涡的热力学极限的标准熵极大化方法，研究了当涡变为无穷小并形成连续场时，具有负比数的亚稳态的存在性。我们发现了亚稳态，并认为这意味着一个失控的反应，导致快速膨胀的一个封闭的等离子体或流体类似的快速崩溃的球状星团在天体物理学。
2010-11-06 math-ph math.MP physics.plasm-ph
Kinetic Interpretation of Resonance Phenomena in Low Pressure Capacitively Coupled Radio Frequency Plasmas
基于粒子数值模拟，揭示了电容耦合射频等离子体共振现象的动力学根源。通过对等离子体中热电子密度、冷电子密度、传导电流和位移电流等参数的时空分布的分析，揭示了鞘层膨胀过程中多束电子束形成的机理。高能量束电子和低能量体电子之间的相互作用被确定为在电流中的谐波的激发的物理起源。
2015-07-20 physics.plasm-ph
Collisionless Absorption of Intense Laser Beams by Anharmonic Resonance
啁啾脉冲放大技术发明20年后，高密度物质对强激光辐射无碰撞吸收的物理机制仍然没有得到充分的理解。我们表明，在自生等离子体电位的单等离子体层（冷等离子体模型）或个别电子（暖等离子体），分别非谐共振，构成了领先的物理机制的碰撞无吸收在过密等离子体。类似于碰撞，共振提供了自由电子电流相对于驱动激光场的有限相移，这对于从激光束到任何介质的能量转移是必需的。文中还提出了一种新的有效的波浪破碎方案。
2008-05-13 physics.plasm-ph
Transversal plasma resonance in a nonmagnetized plasma and possibilities of practical employment of it
结果表明，在非磁化等离子体中，除了存在纵朗缪尔共振外，还可能存在横共振。这两种共振都是简并的。横向共振的就业使得有可能设计谐振器和过滤器，以及强大的单频激光器的基础上集体振荡的等离子体。
2005-06-09 physics.gen-ph physics.plasm-ph
Electron heating via the self-excited plasma series resonance in geometrically symmetric multi-frequency capacitive plasmas
等离子体串联共振（PSR）振荡的自激发在电容耦合射频（CCRF）等离子体中电子加热动力学中起着重要作用。采用PIC/MCC模拟和基于等效电路的理论模型相结合的方法，研究了在多个连续谐波驱动下几何对称CCRF等离子体中PSR振荡的自激发及其对电子加热的影响.放电对称性通过电不对称效应来控制，即通过改变谐波的总数并调节它们之间的相移。它表明，PSR振荡将在对称和不对称的条件下，如果（i）的电荷-电压关系的等离子体鞘层偏离一个简单的二次行为，如果（ii）的电感等离子体体块表现出时间调制。这两种效应被忽略了到现在为止，但我们表明，它们必须包括在模型中，以正确地描述非线性串联谐振电路和重现PSR振荡，这是观察到的电子电流密度从几何对称CCRF等离子体模拟的自激。此外，PSR自激对放电电流和等离子体特性，如电位分布的影响，说明通过应用傅立叶分析。在整个频谱中的高频振荡的应用频率和本地电子等离子体频率之间的观察。因此，电子加热强烈增强PSR振荡的存在。
2016-02-11 physics.plasm-ph
Ion resonance instability in the Eltrap electron plasma
一小部分离子可以使被限制在Malmberg-Penning阱中的电子等离子体的二极管模式（离轴旋转）不稳定。本文介绍了在ELTRAP装置上对离子感生二极管不稳定性进行的一组实验测量。特别是，依赖于电子能量的不稳定性进行了分析，通过加热等离子体与RF突发或通过注入到陷阱电子具有不同的能量。一个简单的实验技术，以限制不稳定性也被描述。
2004-11-05 physics.plasm-ph
Shifting and splitting of resonance lines due to dynamical friction in plasmas
一个准线性等离子体输运理论，结合福克-普朗克动力学摩擦（阻力）和俯仰角散射是自洽来自第一原理的一个孤立的，边缘不稳定的模式与一个充满活力的少数物种共振。研究发现，阻力从根本上改变了波粒共振的结构，打破了它的对称性，导致共振线的移动和分裂。相反，散射以对称方式加宽共振。与完全非线性模拟结果的比较表明，所提出的准线性系统保留了完全非线性理论的精确不稳定饱和振幅和相应的粒子再分布。即使在阻力导致相对较小的共振位移的情况下，它仍然支持共振粒子重新分布的重大变化。这种新的阻力影响在等离子体和引力系统中同样重要。在聚变等离子体中，如过去的观测所证明的那样，这种效应对于具有低纵横比或负三角形的托卡马克中的快离子驱动的不稳定性特别明显。同样的理论直接映射到旋转的银河棒及其轨道上的大质量天体的共振动力学，为分析银河动力学提供了新技术。
2023-02-10 physics.plasm-ph
Fractional Boltzmann equation for resonance radiation transport in plasma
提出了等离子体共振辐射输运的分数阶Boltzmann方程。我们从标准玻尔兹曼方程开始，对频率进行平均会导致分数阶导数的出现。这一事实与导致遗传和非局部动力学（特别是分数动力学）的潜变量的概念是一致的。分数材料导数的存在下的方程是一致的重尾分布的光子路径长度和时空耦合特有的过程。我们讨论了所得到的方程的一些方法的解决方案，并证明在一些简单的情况下的数值结果。
2010-08-26 physics.plasm-ph
Active plasma resonance spectroscopy: A functional analytic description
术语“有源等离子体共振光谱”是指一类利用等离子体在等离子体频率上或附近共振的能力的诊断方法。其基本思想可以追溯到放电物理学的早期：GHz范围内的信号通过电探针耦合到等离子体;记录光谱响应，然后用数学模型进行评估，以获得电子密度和其他等离子体参数的信息。近年来，这一概念作为工业兼容等离子体诊断的基础，重新引起了人们的兴趣。本文分析了诊断技术的一般描述的基础上的功能分析（或希尔伯特空间）的方法，适用于任意探头的几何形状。结果表明，等离子体探针系统的响应函数可以表示为一个适当定义的动力学算子的预解式的矩阵元。给出了对称探头设计形式的特殊化，以及用串联谐振器组成的集总电路模型的解释。我们提出了基于几何和电气对称性的优化探头设计的想法。
2013-03-05 physics.plasm-ph
Quasilinear theory of Brillouin resonances in rotating magnetized plasmas
本文研究了旋转磁化等离子体中的角动量交换，发现经典 Landau 和 cyclotron 共振条件失效，提出了包含波频率、惯性效应修正回旋频率与导向中心旋转谐波匹配的新 Brillouin 共振条件，并推导新准线性方程揭示了波驱动径向电流导致角动量吸收。
2023-05-04 physics.plasm-ph
Parametric decay of plasma waves near the upper-hybrid resonance
垂直于直流磁场传播的强X波相对于参量衰减为电子伯恩斯坦波和低混杂波是不稳定的。提出了一个修改后的理论，这种效果延伸到高强度制度，不稳定率$γ$不再是入射波振幅的线性函数。推导了$γ$的显式公式，并以冷等离子体参数表示。理论预测是在合理的协议与粒子在细胞模拟的结果在一个单独的出版物。
2017-01-06 physics.plasm-ph
Mode coupling and resonance instabilities in quasi-two-dimensional dust clusters in complex plasmas
小准二维（2D）尘埃团组成的3至11个粒子在不同的射频功率下形成的氩等离子体。通过跟踪粒子热运动得到的模谱研究了它们的简正模。详细的水平和垂直模式之间的耦合模式被检测到的粒子数高达7和离散的不稳定性被发现的尘埃粒子数大于9，在以前的理论预测的离子流诱导的模式耦合在小集群。不稳定性被证明是由耦合的水平和垂直的正常模式之间的共振。
2014-06-24 physics.plasm-ph
Plasma Channel Formation Through Laser Resonance Saturation
University of Toronto（多伦多大学）
该研究开发了模拟激光共振饱和产生钠等离子体三维特性的计算机代码，首次测量其电子密度和温度分布，并验证了代码预测与实验的合理性，表明中等能量激光可产生低温等离子体。
2026-09-30 physics.plasm-ph
A non-local fluid closure for modeling cyclotron resonance in collisionless magnetized plasmas
本文发展了一种考虑回旋共振效应的无碰撞磁化等离子体的流体描述。遵循与朗道流体封闭相同的方法，与横向电磁波动相关的热通量分量近似为波数空间中低阶矩的线性组合。封闭成功地再现了线性回旋共振的电磁波传播平行于环境磁场。在有限温度各向异性的存在下，该模型给出了近似正确的预测通过回旋共振不稳定。一个非线性模拟表明，波的增长与线性理论一致，其次是初始各向异性的减少，最后，饱和的不稳定性。各向同性可以用准线性理论来理解，该理论是在流体模型的框架内发展的，但与其完全动力学的对应物非常相似。结果表明，线性和非线性无碰撞等离子体响应近似地包含在流体模型中。
2021-03-16 physics.plasm-ph
Particle resonances and trapping of direct laser acceleration in a laser-plasma channel
激光直接加速（DLA）是激光驱动欠密等离子体的主要加速机制之一，它能够在等离子体通道中产生高能量密度的电子束，具有广泛的应用前景。然而，该机制依赖于高度非线性的粒子激光共振，使其建模和控制非常具有挑战性。在这里，我们报告了粒子共振的新物理学，并在此基础上，定义了一条通往更可控DLA的潜在路径。通过在一个全面的模型内独立地处理电子传播角来获得关键的发现。这种方法揭示了完整的粒子共振在广泛的传播角度，物理制度下，傍轴/非傍轴动力学占主导地位，不同的谐波统一的图片，至关重要的是，这些粒子共振的物理可访问性。这些新的见解可以有重要的影响，我们解决粒子捕获的基本问题作为一个例子。我们展示了如何发现陷阱参数空间可以导致更好的加速控制。更多的影响，这种基本类型的加速度的发展进行了讨论。
2021-04-04 physics.plasm-ph
Dynamics of phase space vortices in Vlasov plasmas with ion scale inhomogeneity : II Chirped frequency drive study
Homi Bhabha National Institute（霍米·巴哈国家研究所）
研究具有离子尺度不均匀性的弗拉索夫等离子体中相空间涡旋动力学，利用 VPPM - OMP 1.0 求解器，在背景 QSIS 不均匀性下研究不同啁啾驱动生成 PSV 的情况，对比均匀情况，观察到多种有趣现象并报告相关分数及响应。
2026-07-21 physics.comp-ph physics.plasm-ph
Effect of resonance magnetic perturbation on edge-core turbulence spreading in a tokamak plasma
本研究利用环位形电磁朗道流体模型，探究共振磁扰动对托卡马克等离子体边缘-芯部湍流传播的影响，发现RMP激发的共振面剪切流可阻挡湍流向内传播、降低芯部湍流水平。
2023-07-25 physics.plasm-ph
Kelvin-Helmholtz instability in strongly coupled dusty plasma with rotational shear flows and tracer transport
Kelvin-Helmholtz（KH）不稳定性在任何介质的输运和混合性质中起着重要作用。在本文中，我们数值探讨了这种不稳定性的二维强耦合尘埃等离子体旋转剪切流。本文采用广义流体力学模型，将其视为粘弹性流体。我们考虑具有突然径向旋转廓线的旋转涡量的特殊情况。特别是：单循环和多循环涡壳轮廓已被选择。我们观察到的KH涡在两个相对旋转的流动之间的每个圆形界面，以及一对进出波前的横向剪切波。我们的研究表明，由于在强耦合介质中KH涡和剪切波之间的相互作用，混合和传输行为比无粘流体动力学流体要好得多。为了证实混合和输运行为，广义流体动力学模型被扩展到包括拉格朗日示踪粒子。这些示踪粒子在流动中的数值扩散提供了对这种介质中扩散的估计。我们提出的初步观察示踪剂分布（团簇形成）和它们的扩散（均方位移）在整个介质。
2021-07-05 physics.plasm-ph
Emergence of the stochastic resonance in glow discharge plasma
随机共振，辉光放电等离子体，激发介质，绝对平均差
2009-06-05 nlin.CD physics.plasm-ph
Generation of sub-ion scale magnetic holes from electron shear flow instabilities in plasma turbulence
本研究通过全动力学二维等离子体湍流模拟，揭示了地球磁鞘环境中亚离子尺度磁洞由电子剪切流经电子开尔文-亥姆霍兹不稳定性生成的机制，其特征与观测及过往研究相符。
2023-06-09 physics.plasm-ph
Resonance overlap and non-linear features of the beam-plasma system
在等离子体物理中，从空间到聚变等离子体，束-等离子体不稳定性可以作为简化模型来处理。在本文中，我们回顾和改进这个模型的一些非线性特征。具体而言，通过分析的依赖性的非线性速度扩展的线性增长率的函数，我们讨论了共振的有效尺寸，鉴于其在饱和时的光谱重叠的作用。这种表征的相关性依赖于定量确定重叠度的必要性，以区分自洽动力学的不同传输机制。的分析是丰富的相空间动力学的研究，通过拉格朗日相干结构技术，以定义系统的传输障碍描述的重叠过程的相关功能。最后，我们讨论了相关功能的模式饱和水平。
2020-09-02 physics.plasm-ph
Active plasma resonance spectroscopy: A kinetic functional analytic description
术语“有源等离子体共振光谱”（APRS）表示一类相关技术，其出于诊断目的利用等离子体在电子等离子体频率$ω_{\rm pe}$上或附近共振的自然能力：无线电频率信号（在GHz范围内）通过天线或探针耦合到等离子体中，记录光谱响应，并且使用数学模型来确定等离子体参数，如电子密度或电子温度。这份手稿提供了一个动力学描述APRS有效的所有压力和探头的几何形状。描述的主题是探针与其影响域的等离子体的相互作用。在第一步骤中，建立该域的动能自由能，其相对于RF功率具有确定的时间导数。在没有射频激发的情况下，它具有李雅普诺夫泛函的性质;它的最小值提供了等离子体探针系统的稳定平衡。配备有由自由能的第二变分激发的标量积，平衡的所有扰动的集合形成希尔伯特空间。微扰的动力学可以用那个空间的演化方程来描述。等离子体探针系统的光谱响应函数由动力学算子的预解式的矩阵元组成。给出了一个等效电路模型的解释，并解释了在无碰撞制度的光谱的残留加宽。
2014-03-10 physics.plasm-ph
Photoelectron Emission from Metal Surfaces Induced by Radiation Emitted by a 14 GHz Electron Cyclotron Resonance Ion Source
光电子发射测量已使用室温14 GHz ECR离子源。结果表明，从Al，Cu，和不锈钢（SAE 304）表面，这是常见的等离子体室材料的光电子发射，主要是由从等离子体发射的能量在8 eV和1 keV之间的辐射引起的。等离子体的特征X射线发射和韧致辐射对光电子发射的贡献可以忽略不计。从测量的数据估计，来自等离子体室壁的最大可能的光电子通量是从等离子体估计的总电子损失的10%的量级。
2015-09-01 physics.plasm-ph
Absorption of electromagnetic waves at oblique resonance in plasmas threaded by inhomogenous magnetic fields
本文研究了电磁波在非均匀磁场等离子体中以倾斜角度传播时的共振吸收现象，通过OSIRIS 4.0二维PIC模拟发现等离子体几乎完全吸收了激光能量，并详细表征了磁场分布和波强对吸收的作用。
2025-06-29 physics.plasm-ph
Plasma losses from mirror trap, initiated by microwave radiation under electron cyclotron resonance conditions
本文研究了在镜磁阱中，频率为24 GHz，功率高达600 W的回旋管辐射维持的稳态ECR放电的等离子体。在气体击穿阈值附近的压力下，随着辐射功率的增加，观察到电子回旋放电的消光效应。当回旋共振截面接近磁塞时，对应于放电熄灭的功率阈值降低。这些实验结果证实了存在的粒子沉淀的效果，从陷阱作为一个结果的电子回旋共振与回旋辐射的相互作用。消光功率依赖于磁阱中ECR截面位置的实验标度对应于准线性扩散区中粒子沉淀理论基础上的估计结果。
2018-07-11 physics.plasm-ph
