The collision frequency of electron-neutral-particle in the weakly ionized plasmas with Non-Maxwellian velocity distributions
研究了非麦克斯韦速度分布的弱电离复杂等离子体中电子与中性粒子的碰撞频率。精确地导出了等离子体中电子与中性粒子的平均碰撞频率。我们发现这些碰撞频率与非麦克斯韦分布函数的幂律谱指数有很大的关系，因此它们通常不同于具有麦克斯韦速度分布的等离子体中的碰撞频率，这将影响等离子体中带电粒子的输运性质.数值分析表明谱指数对平均碰撞频率的影响。
2021-08-29 cond-mat.stat-mech physics.plasm-ph
Transport coefficients of the fully ionized plasma with kappa-distribution and in strong magnetic field
研究了强磁场中具有κ分布的完全电离等离子体中的输运过程。通过分析电流密度和热通量，推导出了相应的输运系数，包括电导率、热导率和热电系数。此外，我们还导出了κ分布等离子体中的Hall、Nernst和Leduc-Righi效应系数。结果表明，这些新的输运系数强烈依赖于κ参数，只有在极限κ到无穷大，他们恢复传统的形式在等离子体的麦克斯韦分布的基础上。我们还数值分析了κ参数在依赖于κ的输运系数中的作用。
2019-03-18 cond-mat.stat-mech physics.plasm-ph
Diffusion and heat conductivity in the weakly ionized plasma with power-law q-distributions in nonextensive statistics
本文研究了无磁场和非广延统计下幂律q分布的弱电离等离子体中带电粒子的扩散和热导率。电子和离子具有不同的q参数和温度。导出了等离子体中电子和离子的扩散、热扩散、热导率和热电系数的新表达式。结果表明，这些输运系数显着依赖于幂律q分布等离子体中的q参数，因此，他们有不同的属性从传统的统计与麦克斯韦分布。
2019-03-18 cond-mat.stat-mech physics.plasm-ph
Dynamics of strongly correlated ions in a partially ionized quantum plasma
本文提出了一种利用第一性原理分子动力学计算嵌入部分电离量子等离子体中强关联经典离子动力学的方案。动态筛选灰尘的方法乔伊斯和Lampe [物理评论快报。{ \bf 88}，095006（2002）被推广到量子系统。考虑到它们的动态屏蔽的离子-离子相互作用的线性响应的基础上，扩展的Mermin公式的电子被完全量子力学处理。该方案允许包括电子动力学，电子流，尾流效应和电子磁化的影响。
2008-10-09 physics.comp-ph physics.plasm-ph
Effect of magnetic field on transports of charged particles in the weakly ionized plasma with power-law q-distributions in nonextensive statistics
利用非广延统计中的广义Boltzmann输运方程，研究了在磁场作用下具有幂律q分布的弱电离等离子体中带电粒子的扩散通量和热通量的输运性质.导出了在磁场作用下q分布等离子体中电子和离子的扩散系数、热扩散系数、迁移率和热导率的张量表达式。结果表明，扩散系数、热扩散系数和热导率的张量都强烈依赖于非广延统计中的q参数，因此它们与具有Maxwell分布的磁化等离子体中的张量不同.
2020-03-05 cond-mat.stat-mech physics.plasm-ph
The current density and transport coefficients in the fully ionized plasma with q-distributions in nonextensive statistics
研究了强磁场中q分布为非广延统计的完全电离等离子体中的电流密度和输运系数。利用非广延统计中的广义Boltzmann输运方程，导出了电流密度和输运系数的表达式，包括电导率、热电系数、霍尔系数和能斯特系数。结果表明，这些新的输运系数已被推广到非广延统计的q分布的非平衡复杂等离子体，这强烈地依赖于q参数，当我们采取限制q为1，他们完美地返回到那些基于麦克斯韦分布的等离子体。
2019-04-16 cond-mat.stat-mech physics.plasm-ph
Kinetic model of three component, weakly ionized, collisional plasma with a beam of neutral particles
建立了三组分弱电离等离子体与中性粒子束碰撞的动力学模型。导出了线性扰动的新色散关系，并分析了各种极限情况。
1999-10-12 physics.plasm-ph
Shielding of a small charged particle in weakly ionized plasmas
本文简要介绍了我们最近关于弱电离等离子体中带电小粒子周围电势分布的研究结果。一些不同的影响等离子体屏蔽性能被认为是。一些后果的结果进行了讨论，主要是在复杂的（尘埃）等离子体。
2010-10-21 physics.plasm-ph
Polarization forces in the vicinity of nanoparticles in weakly ionized plasma
结果表明，弱电离等离子体中的极化力导致中性原子和分子到带电纳米颗粒表面的通量大幅增加。因此，由于原子和分子在偶极势中的加速以及随后对纳米颗粒的非弹性碰撞，纳米颗粒可以改变热平衡。
2016-08-02 physics.plasm-ph
The Nonlinear Debye-Onsager Relaxation Effect in Weakly Ionized Plasmas
研究了在强电场作用下的弱电离等离子体。假设电子动量服从局部麦克斯韦分布，等离子体由电子对分布函数的流体力学方程描述。求解这些方程，并计算了任意场强下的弛豫场。结果表明，弛豫效应随电场强度的增加而降低。
1999-06-01 physics.plasm-ph
Study of similarity rules for electromagnetic process in partially ionized plasmas
已有的研究表明，电子与离子的库仑碰撞将破坏等离子体中电磁过程的相似性。因此，在高度电离的碰撞等离子体中没有相似性。但对于低电离度的碰撞等离子体，情况将完全不同。主要碰撞类型由电子-离子库仑碰撞转变为电子-分子碰撞，并在相似约束中引入一个新的变量（中性分子数密度），增加了自由度，从而使碰撞过程引起的相似约束与其他约束不冲突.因此，碰撞等离子体中电磁过程的相似性对部分电离等离子体也是有效的。本文提出了部分电离等离子体中的相似性，并通过粒子模拟/蒙特卡罗（PIC/MCC）证明了这一点。我们的研究具有广泛的工程应用。
2021-11-28 physics.plasm-ph
Diffusion regime of electron-electron collisions in weakly ionized plasmas
我们考虑弱电离等离子体中频繁的弹性散射的中性电子改变个人的行为和电子-电子碰撞的速度显着。在这种情况下，电子热化的动力学与完全电离等离子体中的动力学非常不同。碰撞的电子由于在中性粒子上的快速散射而扩散。我们演示了如何适当考虑这种扩散使人们能够估计的特征时间的电子热化。我们还提出了一个严格的推导动力学方程的电子使用Bogolyubov方法的基础上刘维尔方程的多粒子分布函数。
2020-11-23 physics.plasm-ph
Neural network representability of fully ionized plasma fluid model closures
流体建模中的封闭性问题是建模者为了精确描述其感兴趣的系统而面临的一个众所周知的挑战。多年来，在广泛的制度的解析公式已经提出，但一个实用的，广义的流体封闭磁化等离子体仍然是一个难以捉摸的目标。在这项研究中，作为构建一种新的基于数据的方法来解决这个问题的第一步，我们应用不断成熟的机器学习方法来评估神经网络架构再现流行的磁化等离子体封闭中固有的关键物理特性的能力。我们发现令人鼓舞的结果，表明封闭物理的神经网络的适用性，但也达到了建议，应该如何选择适当的网络架构，给定的局部性所决定的基础物理等离子体。
2020-02-10 physics.comp-ph physics.plasm-ph
Heating of ions by low-frequency Alfvén waves in partially ionized plasmas
在太阳大气中，色球和日冕等离子体比可见光球热得多。太阳大气的加热，包括部分电离的色球层和日冕，在很大程度上仍然未知。本文证明了在部分电离的低β等离子体中，离子可以被频率很低的阿尔文波加热。这不同于其他阿尔文波相关的加热机制，如离子中性碰撞阻尼的阿尔文波和加热所描述的共振阿尔文波加热以前的工作。在本文中，我们发现在部分电离的等离子体中，非共振Alfvén波加热的效率比没有离子-中性粒子碰撞时低，并且加热效率取决于离子-中性粒子碰撞频率与离子回旋频率的比值.
2011-03-17 physics.plasm-ph
Partially Ionized Plasma Physics and Technological Applications
Princeton Plasma Physics Laboratory, Princeton University（普林顿等离子体物理实验室，普林斯顿大学）；The Royal Institute of Technology, Stockholm (KTH)（斯德哥尔摩皇家理工学院（KTH））
研究部分电离等离子体的物理特性及其在计算机制造等技术领域的应用，通过非麦克斯韦电子能量分布函数分析等离子体自组织中的复杂非线性现象。
2026-01-04 physics.plasm-ph
Precision alignment and tolerance of a plasma wakefield accelerator in a laser-ionized plasma source
本文提出通过分析等离子体余辉光强分布实现激光电离等离子体源与PWFA电子束的精密对准，并实验确定了对准容差，为对撞机与光源设计提供关键参数。
2025-08-23 physics.acc-ph physics.plasm-ph
Modeling of continuous absorption of electromagnetic radiation in dense partially ionized plasmas
本文提出了一种描述稠密部分电离氢等离子体中电磁辐射连续吸收的新模型。结果表明，所得结果给出了计算光谱吸收系数的可能性，这些系数表征了部分电离氢等离子体中具有电子密度$N_{e} \sim 10^{19}cm^{-3}$和温度$T \approx 2\cdot 10^{4}K$的相关吸收过程。所用程序的关键参数是凭经验确定的。该计算方法适用于波长区域$300nm < λ< 500nm$。所提出的结果可以感兴趣的致密的实验室等离子体，以及不同的恒星大气层的部分电离层。
2012-08-12 astro-ph.SR physics.plasm-ph
Instability of ion kinetic waves in a weakly ionized plasma
已知基本高阶朗道等离子体模式通常是重阻尼的。我们发现，这些模式的离子成分在弱电离等离子体中可以大大修改离子中性碰撞和直流电场驱动离子流，使其中一些可以变得不稳定。这种不稳定性预计在足够小的压力下自然发生在气体放电的预鞘中，从而影响鞘和放电结构。
2012-06-04 physics.plasm-ph
Quantum Kinetics of Fast-Electron Inelastic Collisions in Partially-Ionized Plasmas
Seoul National University（首尔大学）；Max-Planck Institute fur Plasmaphysik（马克斯·普朗克等离子体物理研究所）
研究等离子体中快速电子非弹性碰撞的能量损失机制，通过Fokker-Planck算子描述能量涨落和动量空间扩散，揭示忽略非弹性能量扩散对 runaway 电子生成的显著影响。
2026-03-19 physics.plasm-ph quant-ph
Demonstration of a tandem lens for producing shaped laser-ionized plasmas for plasma wakefield acceleration
本研究演示了由两个衍射光学元件构成的串联透镜装置，可聚焦高功率超快激光产生米级贝塞尔焦点，用于制备等离子体尾场加速的激光电离等离子体源，还介绍了透镜相位计算算法及性能预测。
2025-09-01 physics.acc-ph physics.optics physics.plasm-ph
The viscosity of charged particles in the weakly ionized plasma with power-law distributions
利用玻尔兹曼输运方程和流体力学运动方程研究了q分布为幂律分布的弱电离等离子体中轻带电粒子的粘性。非平衡等离子体被认为是空间不均匀的，没有磁场。导出了q分布等离子体中电子和离子的粘性系数的表达式，分别包括第一和第二粘性系数。结果表明，这些新的粘性系数强烈地依赖于q参数，当我们把q的限制为1时，它们完美地返回到具有麦克斯韦分布的等离子体中。本文的讨论也适用于具有κ分布的等离子体。
2018-07-11 physics.plasm-ph
Radial Current and Rotation Profile Tailoring in Highly Ionized Linear Plasma Devices
在具有剪切的旋转磁化等离子体柱中，交叉场电流可以由惯性机制和交叉场粘性引起。考虑到这些机制，可以计算圆柱形几何形状中不可约的径向电流消耗作为旋转频率的函数。由此产生的表达式提出了新的可能性定制的电场分布通过控制等离子体的密度和温度分布。
2019-06-19 physics.plasm-ph
The electron cyclotron maser instability in laser-ionized plasmas
该研究揭示圆偏振激光电离的等离子体可形成易触发电子回旋脉泽不稳定性的长寿命环形弱相对论动量分布，结合理论与模拟验证现有激光技术可实现相关可控探测，为极端天体环境下的相干辐射过程提供实验依据。
2024-12-09 physics.plasm-ph
Does the schock wave in a highly ionized non-isothermal plasma really exist ?
本文研究了高气压气体中的高电离激波的结构。我们考虑到气体电离时，气体温度达到电离势的几个订单。结果表明，在气动升温激波作用下，形成高度电离的非等温等离子体$T_e>>T_i$后，只有孤立的离子-声波（孤子）能在该等离子体中传播。在这样的波中发生电荷分离：电子和离子形成具有电场的双电层。得到了冲击波的波形、振幅和波阵面宽度。
2015-03-02 physics.plasm-ph
Collision operator for electron runaway in cold weakly-ionized plasmas
本研究针对冷弱电离等离子体中Dreicer机制的非扩散特性，提出结合Fokker-Planck算符与Boltzmann算符的碰撞算符，可精确描述非扩散电子动力学，助力无逃逸托卡马克启动设计。
2025-09-03 physics.plasm-ph
Terahertz Radiation from Laser-Ionized Plasmas
激光等离子体相互作用的数值模拟表明轴向极化电磁脉冲（EMP）的产生，辐射的能量与等离子体频率确定的特征频率，在太赫兹范围内的典型的激光尾流场加速实验。这是证实了全二维电磁粒子在细胞模拟，以及由ponderomotively-driven简化模型，捕捉电磁脉冲生成的要素。当激光器的脉冲长度与等离子体波长匹配时，该脉冲到尾流场的部分能量损失与脉冲宽度无关，而到EMP的损失与脉冲宽度成反比。
2022-05-01 physics.plasm-ph
Measurements of the growth and saturation of electron Weibel instability in optical-field ionized plasmas
利用来自直线加速器的超短（1.8 ps）相对论（45 MeV）电子束团，测量了光场电离等离子体中与电子热韦伯不稳定性相关的磁场随时间的演化.自生磁场被发现自组织成一个准静态结构符合螺旋拓扑结构在几个ps内，这样的结构持续几十ps在欠密等离子体。测得的增长率与考虑碰撞的等离子体动力学理论预测的增长率吻合得很好。磁捕获被确定为占主导地位的饱和机制。
2020-11-19 physics.plasm-ph
Three species one-dimensional kinetic model for weakly ionized plasmas
本文提出了一个空间均匀的弱电离等离子体在时变电场作用下的三组分一维动力学模型。假设为平面几何，这意味着等离子体动力学在电场的优先方向上演化。由于碰撞和影响等离子体动力学，传输到电荷的能量被引导到中性粒子。电荷-电荷相互作用被设计为一维碰撞项，等效于用于完全电离等离子体的朗道算子。电荷中性碰撞模型的保守漂移扩散算子的Doughertys形式。得到的一组耦合漂移扩散方程的稳定和鲁棒的离散积分方法求解。这种方法的可行性占非线性效应，而不呼吁线性化或简化，提供保守的物理意义的解决方案。据发现，电荷中性碰撞施加显着的效果，因为一个完全不同的等离子体动力学出现相比，碰撞的限制。此外，在系统演化的实质性差异被发现为常数和温度依赖的碰撞频率的情况下。
2016-01-28 physics.plasm-ph
Ion response in a weakly ionized plasma with ion flow
本文研究了直流电场驱动离子流的弱电离等离子体中离子对初始扰动的响应。分析是通过将经典的Landau工作[J. Phys.（USSR）10，25（1946）]推广到包括离子-中性碰撞和直流电场的离子动力学方程来进行的。我们特别指出，离子波的复频率可以直接从离子磁化率的已知表达式中找到[Phys. Rev. E 71，016405（2005）; Phys. Rep. 27，997（2001）];这在其原始推导中并不明显，因为它只旨在描述实频率的离子响应。
2012-03-05 physics.plasm-ph
Inelastic collisions facilitating runaway electron generation in weakly-ionized plasmas
本文揭示了 tokamak 启动期间非弹性碰撞的非微分性质在弱电离等离子体逃逸电子产生中的关键作用，指出使用 Fokker-Planck 碰撞算子会显著低估 Dreicer 生成率。
2024-04-24 physics.plasm-ph
Quantum Molecular Dynamics of Partially Ionized Plasmas
采用基于波包的量子分子动力学方法研究了部分电离氢等离子体。我们引入一个新的模型，区分自由和束缚电子。自由电子被模拟为具有固定宽度的高斯波包。对于束缚态，假定氢原子的1 s-波函数。在我们的模拟中，我们得到的热力学性质的平衡，如内能和电离度。电离度与理论预测吻合得很好。在10000 K < T <40000 K时，热力学函数与量子统计结果符合得很好。
1997-01-24 physics.plasm-ph
Phase mixing of propagating Alfv{é}n waves in a single-fluid partially ionized solar plasma
本研究针对太阳大气加热问题，采用单流体近似研究部分电离等离子体中Alfvén波的相位混合阻尼，发现部分电离下阻尼长度更短，特定电离度范围的波可提供足够加热平衡宁静太阳色球辐射损失。
2023-11-06 astro-ph.SR physics.plasm-ph
Modulation of waves due to charge-exchange collisions in magnetized partially ionized space plasma
建立了一个非线性时变流体模拟模型，描述了部分电离等离子体中存在碰撞和电荷交换相互作用时磁流体动力学波的演化。部分电离的等离子体由电子、离子和大量中性原子组成。在我们的模型中，电子和离子被描述为一个单一的流体可压缩磁流体动力学（MHD）模型，并耦合自洽的中性气体，所描述的可压缩流体动力学方程。等离子体和中性流体都用不同的能量方程来描述它们之间的热能交换过程。基于我们的自洽模型，我们发现传播Alfvénic和快/慢模式的增长和阻尼交替通过一个非线性调制过程。调制似乎是鲁棒的，并通过中性分量经受住强阻尼。
2010-09-09 physics.plasm-ph physics.space-ph
Surface Waves in the paritally ionized solar plasma slab
研究了部分电离、不可压缩磁化等离子体板中表面波的性质。非理想磁流体效应使介质中的磁场产生有限漂移。当忽略磁场的有限漂移时，波在部分电离等离子体流体中的传播特性类似于理想MHD，只是现在的传播特性取决于介质的部分电离。在霍尔扩散的存在下，香肠和扭结表面波的传播依赖于介质的分数电离水平。当霍尔和彼得森扩散都存在于介质中时，波经历阻尼。对于典型的太阳参数，波可以在几分钟内衰减。
2013-09-04 astro-ph.SR physics.plasm-ph
AN Alternative Two-Fluid Formulation Of a Partially Ionized Plasma
在最近的一篇论文（Krishan 2021）中，提出了部分电离等离子体的双流体描述，其中电子流体和中性流体适当地组合成一种流体，命名为ENe流体，并将离子视为第二流体。研究了该双流体系统的静电模式。在这里，我讨论另一种可能性，其中离子流体和中性流体组合成一种流体，命名为INe流体，并将电子视为第二流体。中性粒子和离子的相对质量之间可能存在巨大的差异。因此，两者都必须被视为惯性携带物种。在建立了INe电子流体的基本框架后，研究了这种新型等离子体的一些特征波模。
2021-02-11 physics.plasm-ph
Anti-ExB flow field associated with a vortex formation in a partially ionized plasma
为了研究部分电离等离子体中的等离子体动力学，对高密度磁化等离子体进行了研究。离子流场已获得实验，并显示与涡流的形成。最显著的结果是旋转方向与ExB漂移方向相反。中性粒子密度分布的测量结果表明，涡旋周围的中性粒子密度梯度很陡，表明中性粒子的向内动量是由密度梯度引起的。动量通过电荷交换碰撞传递给离子，并在离子上产生有效力。实验结果表明，这种有效力可以支配双极电场，驱动离子的反ExB涡旋运动。
2004-10-22 physics.plasm-ph
Dynamics of Alfvén waves in partially ionized astrophysical plasmas
本文建立了一个二维、自洽、可压缩流体模型，研究了部分电离天体物理和空间等离子体中Alfvenic模的演化。部分电离的等离子体主要由电子、离子和重要的中性原子组成。这些物种之间的非线性相互作用主要通过直接碰撞或电荷交换过程发生。我们的模型唯一地描述了两个不同的演化流体之间的相互作用过程。在我们的模型中，电子和离子被描述为一个单一的流体可压缩磁流体动力学（MHD）模型，并通过可压缩流体动力学方程自洽耦合到中性流体。等离子体和中性流体处理不同的能量方程，充分使我们能够监测这两种不同的流体之间的非绝热和热能交换过程。基于我们的自洽模型，我们发现，阿尔文模式在空间和天体物理等离子体中的传播速度减慢，因为这些波阻尼主要是由于与中性原子的直接碰撞。因此，能量转移发生在等离子体和中性流体之间。我们描述了导致等离子体和中性粒子之间能量转移的模式耦合过程以及相应的光谱特征。
2009-12-08 physics.plasm-ph physics.space-ph
Adiabatic cooling of trapped nonneutral plasmas
非中性等离子体可以通过电场和磁场的联合作用被长时间捕获。绝热冷却是通过缓慢降低捕获频率并让等离子体占据更大的体积来实现的。我们发展了一维阱中等离子体绝热冷却的完全动力学时间相关理论。这种方法被进一步推广到三维，并应用于反质子等离子体的冷却，显示出与最近的实验[G。Gabrielse等人，物理修订信函106，073002（2011）]。
2012-11-30 physics.plasm-ph
Temporal Evolution of the Light Emitted by a Thin, Laser-ionized Plasma Source
本文结合实验与模拟研究薄激光电离氦等离子体发光的时间演化，提出解析模型并利用低成本相机统计方法实现纳秒级时间分辨测量，验证了碰撞激发主导发光，为PWFA等离子体光测量提供有效工具。
2023-09-16 physics.acc-ph physics.plasm-ph
Cluster virial expansion for the equation of state of partially ionized hydrogen plasma
利用团簇维里展开方法研究了电子-原子相互作用对部分电离氢等离子体状态方程的贡献。本文首次采用Beth-Uhlenbeck方法，由相应的散射相移和结合能计算了电子-原子（束缚团簇）对的第二维里系数。实验散射截面以及不同的赝势模型的基础上计算的相移被用作输入的Beth-Uhlenbeck公式。通过在相移计算中加入泡利阻塞和屏蔽，我们推广了团簇维里展开，以便也覆盖近固体密度等离子体。我们目前的结果为电子原子的维里膨胀和相应的状态方程，即压力，成分和化学势作为密度和温度的函数的贡献。这些结果进行了比较与半经验的方法，部分电离等离子体的热力学。避免任何不合理的输入量，Beth-Uhlenbeck第二维里系数的电子原子相互作用代表了其他半经验方法的基准。
2010-06-07 physics.plasm-ph
Tearing modes in partially ionized plasmas
在许多天体物理环境中，等离子体只是部分电离，因此带电粒子和中性粒子的相互作用可能会改变重联的触发及其随后的动力学演化。本文导出了部分电离等离子体与中性粒子弱耦合和强耦合情况下的撕裂模最大增长率。此外，临界缩放电流片纵横比的伦德奎斯特数和离子中性碰撞频率。在去耦制度的标准撕裂模式恢复与离子中性碰撞频率的一个小的修正，在中间制度与中性粒子的碰撞被证明是稳定电流片，导致更大的临界纵横比理想撕裂发生。尽管如此，隐藏在伦德奎斯特数定义中的额外的电子中性碰撞，可以将临界纵横比缩小到完全电离的情况下。在耦合机制下，生长速率取决于离子和中性粒子之间的密度比，通过这两个物种之间的碰撞频率。这些提供了临界纵横比，撕裂模式不稳定性从缓慢过渡到理想，这取决于中性离子密度比。
2020-06-06 astro-ph.SR physics.plasm-ph
Modeling partially-ionized dense plasma using wavepacket molecular dynamics
University of Oxford（牛津大学）；Center for Advanced Systems Understand (CASUS)（高级系统理解中心）；Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR)（德累斯顿-罗斯多夫亥姆霍兹中心）；AWE（英国原子武器研究局）
本文提出了一种基于化学模型的波包分子动力学框架，用于建模部分电离稠密等离子体的结构特性，通过氢作为代表性系统计算自洽电荷态分布，评估模型的近似性和对等离子体中电离与结构复杂相互作用的捕捉能力。
2026-05-18 physics.plasm-ph quant-ph
Damping of MHD turbulence in partially ionized plasma: implications for cosmic ray propagation
研究了部分电离介质中不可压缩和可压缩磁流体动力学（MHD）湍流的中性离子碰撞阻尼。我们从线性分析的MHD波应用单流体和双流体处理。由线性分析得到的阻尼率可用于确定MHD湍流的阻尼尺度。研究了磁流体湍流阻尼尺度与线性磁流体波截止边界之间的物理联系。我们的分析结果表明，适用于各种部分电离的星际介质（ISM）相和太阳色球。作为一个重要的天体物理应用，我们将阻尼效应引入部分电离ISM中宇宙射线的传播。湍流阻尼在渡越时间阻尼和陀螺共振中的重要作用。
2015-06-18 astro-ph.HE physics.plasm-ph
Hydrodynamic, Optically-Field-Ionized (HOFI) Plasma Channels
我们目前的实验和数值模拟表明，完全电离，低密度等离子体通道可以形成由光场电离（OFI）产生的等离子体柱的流体动力学膨胀。通过轴锥透镜对氢中形成的等离子体柱的流体动力学膨胀进行模拟，显示了\unit [200]{mm}长等离子体通道的产生，其轴向密度为$n_e(0) = 1 \times 10^{17} cm^{-3}$级和斑点尺寸最低阶模式$W_M \approx 40 μm$。这些模拟表明，产生通道所需的激光能量是适度的：每厘米通道约1 mJ。通过球面透镜的实验证实了模拟结果，该实验显示了用$1.5 \times 10^{17}cm^{-3} \lesssim n_e(0) \lesssim 1 \times 10^{18} cm^{-3}$和$61 μm \gtrsim W_M \gtrsim 33 μm$形成的短等离子体通道。这种类型的低密度等离子体通道似乎非常适合作为多GeV激光等离子体加速器级，能够在高脉冲重复率下长期运行。
2019-04-19 physics.acc-ph physics.plasm-ph
Plasma adiabatic lapse rate
得到了大气物理中绝热直减率（或温度随高度变化）的等离子体模拟。发现了一种新的二元离子混合物等离子体温度梯度源，它与浓度梯度和平均电离态的差异成正比。惯性约束聚变内爆的应用表明，在塑料（CH）烧蚀剂，不与主线（单流体）模拟建模的潜在的强烈影响。导出了相关的等离子体热扩散系数，并预测了单物种等离子体中的电荷态扩散。
2012-04-11 physics.plasm-ph
Bounds on the Mobility of Electrons in Weakly Ionized Plasmas
我们得到精确的上限和下限的稳态漂移速度，和动能的电子，驱动的外场在弱电离等离子体（群近似）。假设散射是弹性的，简化了碰撞截面的速度依赖性。当领域是大的边界是彼此接近，并从传统的近似玻尔兹曼方程，其中一个保持只有前两个条款的勒让德扩展的结果。的界限严格证明，它是可能的，以增加电子迁移率通过添加适当选择的散射体的系统所预测的Druyvesteyn近似和实验中发现的。
1998-09-08 physics.plasm-ph
Current-Voltage Characteristic of a Partially Ionized Plasma in Cylindrical Geometry
研究了长圆柱管中部分电离等离子体在均匀轴向电场作用下的特性。等离子体由外部电离源维持，通过体相和表面复合来平衡。中性粒子的密度大大超过带电粒子的密度，而中性粒子与离子的碰撞是足够有效的，因为它们的速度分布接近麦克斯韦，具有相同的均匀温度，与外场无关。等离子体的行为是由一个碰撞的两个流体计划与电荷中性在管的内部描述。近似的非线性方程的流体动力学的时刻得到的玻尔兹曼方程，其中电子-中性，电子-离子和电子-电子碰撞都是重要的。发现在某些情况下，随着电场的变化，电子的电流和温度发生剧烈的变化，并具有滞后现象。
1997-04-10 physics.plasm-ph
Partially ionized hydrogen plasma in strong magnetic fields
本文研究了中子星典型强磁场B ~ 10^{12}-10 ^{13} G中部分电离氢等离子体的热力学性质。等离子体的性质很大程度上取决于原子的量子力学尺寸和结合能，而这些尺寸和结合能会受到场的热运动的强烈影响。我们使用新的拟合公式的原子结合能和大小，基于精确的数值计算和有效的任何状态的运动的原子。特别是，我们考虑到偏心的原子状态，在磁化等离子体的热力学以前的研究中被忽视。我们还采用解析拟合的非理想完全电离的电子-离子库仑等离子体的热力学函数。这使我们能够建立一个自由能的分析模型。导出了考虑强磁场效应和非理想效应的电离平衡方程。这个方程是用迭代法求解的。计算了电离度、占位数和状态方程。
2002-04-21 astro-ph physics.plasm-ph
On the Alfven wave cut-off in partly ionized collisional plasmas
本文讨论了多组分部分电离等离子体中等离子体与中性粒子碰撞引起的阿尔芬波的截止。采用全多分量理论，并与经典磁流体力学理论进行比较。它表明，在部分电离等离子体的截止原则上可能仍然是相同的经典磁流体动力学工作中预测的，虽然多分量理论也产生一些本质的差异。由于电场，离子运动本质上是二维的，这导致中性粒子的额外受迫振荡。在多分量理论中，出现了一个新的小参数，即离子惯性长度。这个新的小参数在磁流体动力学描述中是缺失的，并且事实证明，对于某些参数，它可能大于离子与中性粒子密度比，这是磁流体动力学描述中唯一的小参数。由于这一点，阿尔芬波的行为可以成为非常不同的经典磁流体动力学的结果相比。结果还表明，在含有非磁化离子的等离子体中，不能激发Alfv}n波。这当然适用于太阳光球层，在那里离子碰撞频率可能远高于离子回旋频率。
2014-01-26 astro-ph.SR physics.plasm-ph
Ionized Plasma and Neutral Gas Coupling in the Sun's Chromosphere and Earth's Ionosphere/Thermosphere
我们回顾我们的理解电离等离子体和中性气体耦合在弱电离，分层，电磁渗透区域的太阳的色球层和地球的电离层/热层。使用代表性的模型，为每个环境中，我们得到的基本描述的组成部分相互耦合和电场和磁场，我们检查的电离组件的磁化强度的变化。利用这些描述，我们比较了两种环境中的相关现象，并讨论了电流，能量转移和耗散。我们提出了一个耦合的等离子体不稳定性的理论和数值研究，在这两个环境中，作为一个例子，如何色球层和电离层社区可以进一步合作。我们还建议未来的合作研究，这将有助于提高我们对这两种不同大气的理解，这两种大气有许多相似之处，但在关键数量上存在很大差异。
2016-08-29 astro-ph.EP astro-ph.SR physics.plasm-ph
Generation of Electrojets in Weakly Ionized Plasmas through a Collisional Dynamo
被称为电射流的强电流发生在弱电离的磁化等离子体中。一个例子发生在地球磁赤道附近的电离层，中性风驱动等离子体穿过地磁场。类似的过程发生在太阳色球层和MHD发电机。这封信认为，并不是所有的对流中性流产生电射流，并介绍了相应的电射流形成的通用标准，$\nabla\times (\vec{U}\times\vec{B})\neq\partial\vec{B}/\partial t$，其中$\vec{U}$是中性流的速度，$\vec{B}$是磁场，和$t$是时间。该判据不依赖于电导率张量$\hatσ$。对于许多系统，位移电流$\partial\vec{B}/\partial t$可以忽略不计，这使得判据更加简单。该理论还表明，在毕奥-萨伐尔定律中，产生电射流的中性发电机驱动器与直流电流在产生磁场方面起着相同的作用。
2016-04-27 physics.plasm-ph
Single-fluid simulation of partially-ionized, non-ideal plasma facilitated by a tabulated equation of state
本文提出一种基于表格化状态方程的单流体模拟方法，将部分电离等离子体视为单一混合物，通过相对速度量和预构建查找表高效捕捉中性粒子非理想效应及宏观-微观非线性反馈。
2024-11-25 astro-ph.SR physics.comp-ph physics.flu-dyn
Tearing-mediated reconnection in magnetohydrodynamic poorly ionized plasmas. I. Onset and linear evolution
本文通过理论和计算研究弱电离等离子体中撕裂模介导的磁重联的起始与线性演化，发现双极扩散抑制重联起始，但电流片变薄后撕裂模可在约ν_ni0^{-1}时间内起始，其波长和增长率可由弱电离色散关系预测。
2024-04-18 astro-ph.SR physics.plasm-ph
Self-consistent Simulations of Plasma-Neutral in a Partially Ionized Astrophysical Turbulent Plasma
基于自洽二维流体模拟，建立了一个研究日鞘和日球层外能量级联的局部湍流模型。该模型描述了一个部分电离的磁流体OH耦合中性氢流体与等离子体主要通过电荷交换相互作用。电荷交换相互作用在温暖的日光层等离子体中是普遍存在的，并且相互作用的强度在很大程度上取决于等离子体和中性流体之间的相对速度。不同于在单一流体中的小长度尺度线性碰撞耗散，电荷交换过程引入了在各种长度尺度上都有效的通道，这些长度尺度取决于中性和等离子体密度、温度、相对速度、电荷交换截面和特征长度尺度。我们发现，从缩放参数和非线性耦合流体模拟，电荷交换相互作用修改与大规模的含能量的漩涡光谱传输。因此，湍流叶栅速率抑制了惯性范围湍流模态之间的光谱传递。因此，与中性流体和等离子体流体相关的湍流光谱比科尔莫戈罗夫现象学预测的要陡。我们的工作是重要的背景下，全球日光层的相互作用，宇宙射线，伽马射线暴，星际密度谱，等等，此外，等离子体中性耦合是至关重要的理解能量耗散机制的分子云和恒星形成过程。
2009-11-11 physics.plasm-ph physics.space-ph
