Electrostatic gyrokinetic simulation of global tokamak boundary plasma and the generation of nonlinear intermittent turbulence
边界等离子体物理在托卡马克约束中起着重要的作用，但由于磁分界线和开放磁场几何中尺度不可分的非定域多物理，使得回旋动力学程序难以模拟。中性粒子也是边界等离子体物理的重要组成部分。本文报道了用惰性静电回旋技术模拟磁通驱动的低β静电边界等离子体。回旋运动离子和漂移运动电子的利用没有新古典和湍流动力学之间的尺度分离。结果表明，非线性间歇湍流是边界等离子体中磁分界面附近和刮削层中的一种自然回旋运动现象。
2017-01-25 physics.plasm-ph
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
Trines和Norreys指出，他们研究暖波破碎的一个主要目标是“在暖流体模型的不同景观中创造某种秩序，并确定哪种模型最适合研究热等离子体中的波破碎。不幸的是，我们必须得出结论，他们混淆了比他们澄清的更多的东西，并且只是通过夸大或错误地陈述其好处，同时错误地描述替代性温流体理论的特征来推进水袋模型。
2007-07-03 physics.plasm-ph
Fluctuation-phase relation between positive and negative ions on pair-plasma electrostatic waves
在由等质量正、负富勒烯离子组成的对离子等离子体中，首次观察到三种静电模沿磁力线传播.发现正负离子密度涨落之间的相位滞后随频率的变化范围为0 ~ $π$，在离子声波和离子等离子体波的情况下，相位滞后分别固定在$π$。此外，在声波和等离子体波之间的中频带中出现了一个新的模式，其相位滞后约为$π$。
2004-10-20 physics.plasm-ph
Creation of Magnetic Fields by Electrostatic and Thermal Fluctuations
指出非磁化的非均匀等离子体可以支持低频电磁离子波作为磁化等离子体的阿尔芬波的简正模。但这是由于密度不均匀性引起的扰动电场的纵向分量和横向分量混合而产生的耦合模。离子声波在非均匀等离子体中不保持静电。另一方面，纯电子等离子体中也可以存在低频静电波。但在非磁化情况下，电子和电子-离子等离子体中的磁场涨落都与静电扰动耦合。这些低频静电和电磁模式的主要不稳定性条件是相同的${2/3}κ_n < κ_T$（其中$κ_n$和$κ_T$分别是密度和电子温度标度长度的倒数）。
2011-02-17 physics.plasm-ph
Electrostatic ion-cyclotron instabilities modified by the parallel and perpendicular plasma flow velocity shears
利用分段式无碰撞等离子体源实现了对平行于和垂直于磁场线的等离子体流速剪切的外部独立控制。观察到静电离子回旋不稳定性被垂直流速剪切抑制，发现其抑制物理可分为两个方面。另一方面，平行的流速剪切被证明是不稳定的离子回旋不稳定性取决于在没有场对准的电子漂移流的平行剪切的符号。
2004-10-21 physics.plasm-ph
Nonlinear frequency shift of electrostatic waves in general collisionless plasma: unifying theory of fluid and kinetic nonlinearities
导出了一般无碰撞等离子体中强朗缪尔波的非线性频移的透明渐近形式。该公式同时描述了流体和动力学效应。流体的非线性表示，第一次，通过等离子体介电函数，和动力学非线性帐户的光滑分布和捕获粒子束。各种已知的极限标度作为特殊情况再现。计算避免了微分方程，并可直接推广到其他非线性等离子体波。
2015-07-27 physics.plasm-ph
Electrostatic dust-acoustic envelope solitons in an electron depleted plasma
利用约化微扰方法建立了标准非线性薛定谔方程，研究了由极性相反的尘埃颗粒和超热正离子组成的电子耗尽非磁化尘埃等离子体系统中静电尘埃声波的传播、调制不稳定性以及局域静电包络孤子的形成.相关的物理等离子体参数（即，正负尘埃粒子的电荷、质量、数密度、正离子的超热性等）对认识粉尘声波的稳定性条件具有重要意义。本文的研究有助于理解实验室和空间环境中与尘埃声波相关的尘埃声包络孤子的形成机制。
2020-08-24 physics.plasm-ph
Dust-acoustic wave electrostatic and self-gravitational potentials in an opposite polarity dusty plasma system
本文通过数值求解正负尘埃粒子的连续性方程和动量方程导出的耦合非线性微分方程，研究了相反极性尘埃等离子体中尘埃-声波的静电势与自引力势特性，并比较了两者差异，结果对空间和实验室等离子体系统具有参考意义。
2020-08-24 physics.plasm-ph
Kinetic electrostatic structures in current-carrying pair plasmas
利用赝势方法的有限振幅表达式，研究了载流对等离子体中相空间结构的存在性及其性质。重点是双层，孤立结构和周期波。这些结果可以应用于电子-正电子等离子体以及含有具有相同质量和相反电荷的较重带电粒子的等离子体，例如富勒烯离子和尘埃粒子。它们也可以帮助理解数值模拟，显示在线性稳定的制度相空间空穴的自发形成。
2005-09-22 physics.plasm-ph
Comment on ``Rotation Velocities and Radial Electric Field in the Plasma Edge''
本文对W. M. Stacey [Contrib.Plasma Phys.46，（2006）]对静电势的处理不一致。比较与径向静电场相关的电势的表达式和与极向静电场相关的电势的表达式，揭示了不一致性。场论的观点意味着，在基于中性导电流体物理学的模型中，静电场必须消失。
2011-01-08 physics.plasm-ph
Ionization-Induced Electrostatic Hose Instability in Electron-Beam-Sustained Plasmas
Sino-French Institute of Nuclear Engineering and Technology, Sun Yat-Sen University（中山大学中法核工程与技术学院）
发现电子束维持等离子体中由束流与电离产生的等离子体耦合驱动的新型静电软管不稳定性，发展了线性理论并通过PIC/MC模拟验证。
2026-06-16 physics.plasm-ph
Neutrino-driven electrostatic instabilities in a magnetized plasma
本文考虑了中微子束对Trivelpiece-Gould模的不稳定作用，假设在磁化等离子体中的静电扰动是由电子在中性离子背景中组成的，通过电-弱相互作用产生的有效中微子力耦合到中微子种上.磁场被发现显着提高线性不稳定性增长率，计算超新星II型环境。在形式上，对于波矢平行或垂直于磁场的情况，用适当的Trivelpiece Gould频率代替等离子体频率，从未磁化的情况得到不稳定性增长率。还得到了与斜传播相关的增长率。
2017-12-15 physics.plasm-ph
Density bump formation in a collisionless electrostatic shock wave in a laser-ablated plasma
实验观察到飞秒激光烧蚀铝箔时，在无碰撞静电冲击波的前端出现密度隆起。我们已经进行了数值模拟的动力学的这种现象的发展，同时产生的一个包的离子声波，暴露于一个持续流动的高能电子，在无碰撞等离子体。我们提出了所观察到的效果的物理解释，并表明，凸块由过境粒子，即，从致密的等离子体层的加速离子，和稀释的背景等离子体，由纳秒激光预脉冲在烧蚀过程中形成的离子。
2016-07-07 physics.plasm-ph
Electrostatic stability of electron-positron plasmas in dipole geometry
在点偶极和Z箍缩偶极几何极限下研究了正负电子等离子体的静电稳定性。推导并求解了亚反弹频率不稳定性的动力学色散关系。对于零德拜长度的情况下，稳定性图被发现表现出奇异行为。然而，当德拜长度为非零时，流体模式出现，这解决了所观察到的奇异性，并且还表明温度和密度梯度都可以驱动不稳定性。结果表明，确定参数空间中的稳定边界需要一个有限的德拜长度。朗道阻尼研究尺度充分小于德拜长度，不稳定的情况下。
2017-11-21 physics.plasm-ph
Notes on a 1-dimensional electrostatic plasma model
推导弗拉索夫方程的出发点是描述耦合边际分布函数动态的BBGKY层次。随着等离子体参数的大值，人们可以证明消除2点相关的1点函数，以推导出弗拉索夫-朗道-勒纳尔-巴列斯库（VLLB）理论。由于问题的高维性，数值测试VLLB理论的假设是禁止的。在这些笔记中，我们提出了一个物理上合理的相互作用模型，降低了问题的维度，并可能使这样的计算触手可及。我们介绍了一个1维（1-D）静电等离子体模型制定的相互作用的平行排列的带电磁盘。该模型结合了短距离的一维特征和长距离的三维特征。
2022-10-09 physics.plasm-ph
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
Modulated envelope localized wavepackets associated with electrostatic plasma waves
已知的静电等离子体模式的非线性振幅调制检查在一个通用的方式，通过应用无碰撞流体模型。冷（零温度）和温暖的流体的描述进行了讨论，并比较结果。适度的非线性振荡制度的影响，通过应用多尺度技术。计算得到一个非线性薛定谔方程（NLSE），它描述了慢变波振幅在时间和空间上的演化。的NLSE承认本地化的信封（孤立波）解决方案的明亮（脉冲）或黑暗（孔，空隙）类型，其特性（最大振幅，宽度）取决于等离子体的内在参数。明确考虑了振幅微扰、有限温度和缺陷（尘埃）浓度等效应。与类似的高度本地化的调制波结构在最近的卫星任务中观察到的相关性进行了讨论。
2004-10-15 physics.plasm-ph
Formulation of a one-dimensional electrostatic plasma model for testing the validity of kinetic theory
本研究构建了由静电相互作用带电圆盘组成的一维等离子体模型，兼具短距一维、长距三维特征，通过求解Vlasov方程研究其集体动力学，并给出该模型用于验证等离子体动理论核心Bogoliubov假设的数值实现方案。
2024-10-07 physics.plasm-ph
Electrostatic dust-acoustic rogue waves in an electron depleted dusty plasma
在理论上首次观测到了电子耗尽非磁化相反极性尘埃等离子体系统中巨尘埃声波Rouge波的形成。非线性薛定谔方程（通过利用约化微扰法导出）已被解析和数值分析，以确定基本特征（即，高度、厚度和调制不稳定性等）的DARW。研究结果有助于了解这些胭脂波的基本性质，并可预测在中间层、土星F环和彗星大气等电子耗尽的非磁化相反极性尘埃等离子体系统中可能形成胭脂波。
2019-09-26 physics.plasm-ph
Integral equation for electrostatic waves radiated by a point source in a spatially homogeneous magnetized plasma
本文用时域中的一个等效积分方程来表示具有均匀背景磁场和均匀（静态）流速的三维无界空间均匀等离子体中时变点电荷辐射的电场的线性化Vlasov-Poisson方程的解。对于具有各向同性温度的麦克斯韦分布函数的等离子体，核具有相对简单的数学形式，仅由初等函数、指数函数和三角函数（正弦和余弦）组成，并且没有贝塞尔函数的无限和。因此，积分方程是服从数值解，并可能是有用的磁化等离子体的脉冲响应的研究，更一般地说，对任意波形的响应。
2012-08-06 physics.plasm-ph
Enstrophy non-conservation and the forward cascade of energy in two-dimensional electrostatic magnetized plasma turbulence
一个流体系统推导出描述静电磁化等离子体湍流的尺度略大于拉莫尔半径的一个给定的物种。它与长谷川-三马方程有关，但不守恒涡度拟能，因此，在小尺度上表现出向前的能量级联。与长谷川-三马涡度拟能级联的-5定律相比，惯性范围能谱被认为比-11/3幂律更浅。在此通过流体系统的直接数值模拟证实的该性质可以帮助解释在流光主导的电子温度梯度驱动的湍流的陀螺动力学模拟中观察到的波动谱[Plunk等人，2019年]，也可能是一些离子温度梯度驱动的湍流情况下，带状流被抑制[Plunk等人，2017年]。
2020-08-07 physics.plasm-ph
Eulerian simulations of collisional effects on electrostatic plasma waves
等离子体中的碰撞问题是一个广泛的主题，有大量的历史文献。事实上，现实等离子体的描述是一个棘手的问题，无论是从理论和数值的角度来看，这需要在一般情况下近似原始的碰撞朗道积分的简化微分算子在降维。本文提出了一种研究碰撞等离子体中静电波传播的欧拉时间分裂算法。碰撞是通过福克-普朗克类型的一维算子，以线性和非线性形式建模的。数值代码的准确性进行了讨论，通过比较数值计算结果的分析预测时，在一些极限情况下，试图评估碰撞的影响波等离子体回波和碰撞耗散的伯恩斯坦-格林-克鲁斯卡尔波的现象。特别注意的是专门用于研究的非线性Doughnut碰撞算子，最近用来描述在一个纯电子等离子体柱的电子等离子体波的碰撞耗散。通过利用速度扩散算子的性质平滑小速度尺度，提供了一种防止欧拉算法中的收敛问题的方法。
2013-07-02 physics.plasm-ph
Distinct parallel electrostatic collisionless shocks in hot-cold ablative mixing plasmas
本研究通过一维VPIC模拟和理论分析，揭示了热冷烧蚀混合等离子体中平行静电无碰撞激波的形成机制，发现其主要受温度而非压力控制，并阐明了电子热通量的自由流极限与对流标度特性。
2025-03-31 physics.plasm-ph
Very High Mach Number Electrostatic Shocks in Collisionless Plasmas
本文提出了不同温度和密度的等离子体板碰撞产生无碰撞静电冲击的动力学理论。理论结果得到了自洽粒子模拟的证实，揭示了高马赫数（$M \gg 10$）静电激波的形成和稳定传播，远高于静电激波经典理论的预测。
2005-12-23 astro-ph physics.plasm-ph
Electrostatic Langmuir and SEAWs in spin polarized plasma double layer
建立了二维电子气（2DEG）两平行层中静电波的量子流体力学模型。考虑了两个区域：经典区域和自旋独立演化的量子区域。在经典情况下发现两个类朗缪尔波，其频率对浓度$ω^{2}\sim(n_{01}+n_{02}\pm2\sqrt{n_{01}n_{02}})$的依赖关系具有类干涉图案。它们出现在非相互作用的2DEG中，而不是两个2D朗缪尔波。在量子体系中发现了四种波的光谱。两个额外的波与单独的自旋演化有关，并与自旋电子声波相关联。也考虑了量子玻姆势的影响。
2018-07-31 physics.plasm-ph
Space-time structured plasma waves
本文提出具有时空相关性的结构化静电波包，其性质独立于等离子体条件，可任意控制群速度并保持局域能量，可通过叠加等离子体自然模式构建并由时空结构化激光脉冲激发。
2023-09-15 physics.plasm-ph
Anomalous Self-Generated Electrostatic Fields in Nanosecond Laser-Plasma Interaction
利用质子照相技术，研究了高功率纳秒激光脉冲与低密度等离子体相互作用产生的静电场。使用当前的3D波传播代码配备非线性和非局部流体力学，我们可以模拟测量的E-场，由激光有质动力驱动的区域中的激光器进行reproduction。然而，在第一毫米传播中测量的高达110 MV/m的强场在模拟中无法再现。这可能指向意想不到的强热电子压力梯度的存在可能与离子声湍流，从而强调需要发展完整的动力学碰撞模拟，以正确地模拟这些强非线性条件下的激光等离子体相互作用。
2011-01-04 physics.plasm-ph
On the stability of two-dimensional modulated electrostatic wavepackets in non-Maxwellian dusty plasma-application in Saturn's magnetosphere
出于本地化的静电波包的旅行者1号和2号和卡西尼号任务在土星的磁层的观测，我们研究了调制的静电波包在尘埃等离子体环境中的演变。众所周知的尘埃离子声学（DIA）模式被选择来探索多维结构的动力学，通过Davey-Stewartson（DS）模型，考虑到存在的高能（超热，卡帕分布）电子人口结合重（不动）灰尘的背景。研究了正负尘埃电荷DIA波包的调制稳定性剖面。得到了一组发生调制不稳定性的显式判据。在3D尘埃等离子体的波包调制特性示出不同，例如麦克斯韦等离子体在1D。较强的负尘埃浓度导致在$K$（扰动波数）域的不稳定窗口变窄，增长率受到抑制。与此相反，正尘埃浓度越高，不稳定增长率越大，不稳定窗口越大。简而言之，负尘埃似乎抑制不稳定性，而正尘埃似乎有利于振幅调制不稳定性机制。
2023-02-18 physics.plasm-ph
Electrostatic solitary waves in dusty pair-ion plasmas
本文研究了大振幅和小振幅扰动下，静电波在非磁化、无碰撞、带固定正电荷尘埃的成对离子等离子体中的传播。利用双流体模型，研究了尘埃对离子等离子体中的两种线性离子模，即“快”波和“慢”波。研究了不同质量$(m)$和温度$(T)$的正负离子比以及不动带电尘埃$(δ)$对这些波模的影响。对于大振幅波，赝势方法进行，而标准的约化微扰技术（RPT）被用来研究小振幅Korteweg-de Vries（KdV）孤子。数值研究了在上述系统参数下赝势、大振幅孤子的分布以及KdV孤子的动力学演化。研究发现，在尘埃粒子为正电荷的情况下，对离子等离子体中只有负电势的孤波才能传播。这些结果对于实验室尘埃对离子等离子体、无电子工业等离子体以及电子密度与负离子相比小得可以忽略不计的空间等离子体中慢波的激发和观测都是有用的。
2013-10-13 physics.plasm-ph
Analytical Properties of Linear Electrostatic Waves in Two-Component Quantum and Classical Plasmas
我们研究了线性静电波的性质，在非磁化量子和经典等离子体组成的一个或两个人口的电子与解析易处理的分布函数中存在一个固定的中和离子背景。从动力学量子等离子体的纵向磁化率，我们评估的影响，由于背景分布函数的复杂性增加。首先，我们分析了单组分等离子体中的色散和朗道阻尼，并考虑了具有各种解析性质的分布函数：Dirac δ函数，具有两个复一阶极点的Cauchy分布，具有两个二阶极点的平方Cauchy分布，以及具有四个一阶极点的逆四次分布;我们还简要讨论了非亚纯的完全退化和任意退化的Fermi-Dirac分布。为了研究静电不稳定性，然后我们转向等离子体与两个群体的电子流相对于彼此在两种情况下：一个对称的情况下，两个逆流相同的人口和一个凸点的情况下，一个主要的人口和一个三角函数束。我们得到相应的线性动力学色散关系和评估的不稳定性时，电子分布函数的δ函数，柯西，平方柯西，或逆四次类型的属性。与其他研究一致，我们发现，一般来说，量子效应减少波长范围的不稳定模式在长波长。我们还发现了第二个窗口的不稳定性在较短的波长，并阐明其性质是由于量子反冲。我们注意到实验室和天体物理量子等离子体研究的可能影响。
2018-07-04 physics.plasm-ph
Electrostatic rogue waves in double pair plasmas
推导了一个非线性薛定谔方程，研究了含有绝热正、负离子流体和超热电子、正电子的双对等离子体系统中离子声波的调制不稳定性.分析预测了两种类型的模式，即快速（$ω_f$）和慢速（$ω_s$）IA模式。对于$ω_f$和$ω_s$，在外部扰动存在下，IAWs可能存在稳定和不稳定的参数区域。负离子和正电子的数密度在调制不稳定区产生IA流氓波（IARW）中起着至关重要的作用。指出了我们目前工作在天体物理环境[即地球电离层D区（$\rm H^+, O_2^-$）和F区（$\rm H^+, H^-$）]以及实验室等离子体[即对离子富勒烯（$\rm C^+, C^-$）]中的应用。
2018-09-23 physics.plasm-ph
Simulation of a collision-less planar electrostatic shock in a proton-electron plasma with a strong initial thermal pressure change
当激光脉冲烧蚀固体靶时，激光脉冲能量的局部沉积在等离子体中引入了高的热压力梯度。该激光加热的等离子体进入环境介质（电离的残余气体）的热膨胀触发无碰撞等离子体中的非线性结构的形成。在这里，一个电子质子等离子体建模与粒子在细胞（PIC）模拟再现等离子体膨胀的方面。在等离子体的热压力中引入跳跃，在该跳跃上，否则空间均匀的温度和密度以因子100变化。来自热等离子体的电子膨胀到冷等离子体中，并且电荷不平衡将冷电子束拖到热等离子体中。这种双层降低了电子温度梯度。与等离子体膨胀到真空中相比，低压等离子体的存在修改了质子动力学。热压力的突变发展成一次冲击。快速质子以束的形式从热等离子体运动到冷等离子体中，导致在电子和质子分布中形成相空间空穴。质子相空间空穴发展成使束热化的二次激波。
2009-11-26 physics.plasm-ph
Electrostatic shock dynamics in superthermal plasmas
用解析和数值方法研究了离子声激波在非热等离子体中的传播。考虑了非磁化的无碰撞电子-离子等离子体，其特征在于超热（非麦克斯韦）电子分布，其由$κ$ -（kappa）分布函数建模。采用多尺度方法，它表明，低振幅冲击的动力学模型的混合Korteweg-de Vries - Burgers（KDVB）方程，其中的非线性和色散系数的$κ$参数的函数，而耗散系数是离子粘度的线性函数。所有相关的冲击参数取决于$κ$：从一个纯麦克斯韦行为的偏差更高诱导冲击更窄，更快，更大的振幅。KDVB方程的扭结形解决方案对外部扰动的稳定性配置文件进行了研究，发现的冲击的空间配置文件依赖于和色散和耗散之间的相互作用的作用被阐明。
2011-12-29 physics.plasm-ph
Ponderomotive force due to the intrinsic spin for electrostatic waves in a magnetized plasma
本文利用包含自旋-轨道修正的量子动理学模型，推导了磁化等离子体中平行磁场传播静电波的有质动力解析表达式，发现 Langmuir 波和自旋共振波模中有质动力的自旋与经典贡献的主导地位随参数区间反转。
2023-02-10 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
Enhanced entropy production in heat-flux-driven plasma sheath
等离子体鞘层为非平衡开放环境中等离子体的热能、动能和电能的强非线性耦合提供了舞台。的压力，速度，和静电势的配置文件强烈地依赖于内部侧（前鞘）上给出的边界条件。通过控制热通量和离子马赫数的边界值，我们求解了一组关于离子温度和静电势的方程。由于边界离子温度的变化，离子速度和静电势的边界值发生变化。当热通量超过阈值（由离子马赫数确定）时，温度对比度增强，导致大的熵产生。
2016-12-28 physics.plasm-ph
The new model method of the electrostatic screening describing: three-component system of the 'closed' type
在本工作中，在发现等离子体中带电粒子的平均势能的问题中，基于对一些特殊附加条件的考虑或缺乏对物理系统（电解质、尘埃等离子体、等离子体）的分类。这里所考虑的系统，以及其他在附加条件下被描述的系统，被视为“封闭”型系统，而那些条件完全被忽略的系统，则被视为“开放”型系统。在我们以前的调查中，一个和两个组件系统进行了检查。本文首次选择了具有两种不同正电荷离子的完全电离电子-离子等离子体作为研究对象，其中包括非理想性较高的等离子体。对于这样的等离子体，一个新的描述静电屏蔽的自洽模型方法被发展，它包括了所有必要的附加条件。通过这种方法，诸如电子-离子和离子-离子关联等极其重要的现象被包括在所使用的模型中。所考虑的等离子体在一个广泛的区域的电子密度和温度的特性进行了计算。所有得到的结果，包括与系统的“开放”型的比较进行了具体讨论。
2017-03-22 physics.plasm-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
Can electrostatic stresses affect charged water structures in weakly ionized plasmas?
本文通过解析模型、分子动力学模拟和量子力学计算，研究静电应力对弱电离等离子体中纳米级带电水颗粒形状的影响，发现静电应力可使小尺寸球形颗粒拉长为椭球形，并揭示了表面张力、电子结合力及导电行为随尺度和时间的变化规律。
2025-05-09 physics.plasm-ph
Massive, Long-Lived Electrostatic Potentials in a Rotating Mirror Plasma
本文提出在旋转镜等离子体中通过同时抑制漂移流剪切和平行电流，实现内部大电压降而边界小电压降，从而突破材料耐受极限，为磁化等离子体承受更大稳态电压降开辟可能。
2024-05-27 physics.plasm-ph
Efficient narrowband teraherz radiation from electrostatic wakefields in non-uniform plasmas
摘要研究表明，当等离子体沿驱动器传播方向具有正的密度梯度时，静电等离子体尾场可以有效地辐射等离子体频率的谐波。以亚光速群速度传播的驱动器以相同的相速度激发等离子体尾场。然而，由于正密度梯度，尾流相速度在驱动器后面稳定地增加。一旦相速度变为超光速，静电尾流场就有效地耦合到辐射电磁模式。相速度保持在光速以上的时间段取决于密度梯度标度长度。尾流在太赫兹（THz）波段的等离子体频率的谐波辐射。发射角度取决于梯度比例和驾驶员身后经过的时间。对于适当的等离子体和驱动器参数，尾流可以辐射掉几乎所有的能量，这可能导致一个有效的，窄带和可调谐的太赫兹辐射源。
2021-07-02 physics.optics physics.plasm-ph
Nonlinear Landau damping and modulation of electrostatic waves in a nonextensive electron-positron-pair plasma
在Tsallis的$q$ -非广延统计的背景下，利用Vlasov-Poisson方程组研究了无碰撞电子-正电子（EP）对等离子体中静电波包络振幅调制的非线性理论.特别地，修正和修改了EP等离子体中的朗缪尔振荡的先前线性理论[Phys. Rev. E { \bf 87}，053112（2013）]。应用多尺度技术（MST），证明了静电波包络的演化是由一个非线性薛定谔（NLS）方程控制的，该方程带有一个非定域非线性项$\propto {\cal{P}}\int|ϕ(ξ',τ)|^2dξ'ϕ/(ξ-ξ') $ [其中${\cal P}$表示柯西主值，$ϕ$表示小振幅静电（复）势，$ξ$和$τ$是MST中由于波粒共振而出现的拉伸坐标].研究发现，在超扩展子区$1/3<q\lesssim3/5$中存在一个超扩展子区$(q<1)$，在该子区中，载波频率可以随着群速度的变化而发生翻转。研究了非局部非线性项和非广延参数$q$对波包调制不稳定性和NLS方程孤立波解的影响。研究发现，由于NLS方程的非局域非线性，调制后的波包总是不稳定的（非线性朗道阻尼）。此外，非线性朗道阻尼的作用是减慢波包络的振幅，并且相应的衰减速率可以更快的对等离子体中的超热粒子的数量越大。
2015-12-05 physics.plasm-ph
Ion acceleration in electrostatic collisionless shock: on the optimal density profile for quasi-monoenergetic beams
对静电冲击波中离子加速问题进行了数值研究，旨在确定激光驱动系统中获得准单能离子束的最佳等离子体结构。最近的研究表明，以长尺度的后密度分布为特征的近临界密度等离子体导致具有低能量扩展的光束[F。Fiúza等人，Physical Review Letters 109，215001（2012）]。在这项工作中，进行了详细的参数扫描调查不同的等离子体尺度长度。因此，最佳的等离子体空间尺度长度，允许最小化的能量扩散，同时确保由冲击的离子的显着的反射被识别。此外，提出了一种新的配置，其中所需的配置文件已获得通过耦合不同密度的微层。结果表明，这种新的工程方法是一种有效的替代方案，保证了较低的能量扩散，具有较高的可控性。
2018-01-08 physics.plasm-ph
Electrostatic Ion Perturbations in Unmagnetized Plasma Shear Flow
研究了非磁化非等温（$T_i{\ll}T_e$）电子-离子剪切流中的静电扰动。新的物理效应，由于线性动力学的非正态性而产生的，被描述。结果表明，速度剪切诱导提取的平均流能量的声学扰动（离子声波）。介质色散的影响，上升由于违反准中性扰动，检查。结果表明，在演化过程中，离子声波转变为离子等离子体振荡。一类新的非周期性，静电扰动（与涡旋运动的离子组件），其特征在于激烈的能量交换的平均流量，也被描述。
1996-04-02 physics.plasm-ph plasm-ph
Undamped electrostatic plasma waves
本文研究了无碰撞非磁化电子等离子体中的静电波，其电子平衡速度分布函数稍偏离麦克斯韦分布函数。感兴趣的是无阻尼波，其是非线性激励的小振幅极限，例如电子声波（EAW）。一个偏差组成的一个小平台，一个区域的零速度导数的宽度，是一个非常小的分数的电子热速度，示出引起新的无阻尼模式，在这里被命名为{ \it角模式}。平台的存在关闭了朗道阻尼，并允许在平台内以相速度振荡。这些无阻尼波是在$(k,ω_{_R})$平面（$ω_{_R}$是波频率的实部，$k$是波数）的宽区域中获得的，远离基于麦克斯韦方程的朗缪尔波和EAW的公知的“拇指曲线”。非线性Vlasov-Poisson模拟结果证实了这些模式的存在。它还表明，由肥的尾部的分布移动的拇指曲线的根向较低的$k$值和斩波的尾部移动它们向较高的$k$值引起的偏差。此外，经验法则获得评估如何存在的高原转移根的拇指曲线。建议解释静电波的实验观测，如最近在非中性等离子体。
2012-06-15 physics.plasm-ph
Imposing quasineutrality on electrostatic plasmas via the Dirac theory of constraints
University of Ioannina（约阿尼纳大学）；Democritus University of Thrace（色雷斯德谟克利特大学）；The University of Texas at Austin（德克萨斯大学奥斯汀分校）；Université Côte d’Azur（蔚蓝海岸大学）
通过达芬约束理论，在静电等离子体中施加准中性，通过构造广义达芬括号实现电荷密度守恒，验证了该方法对动力学的影响。
2026-03-07 physics.plasm-ph
Modulational interactions in quantum plasmas
基于量子等离子体的动力学Wigner-Poisson模型，提出了一种处理无碰撞量子等离子体中静电场调制相互作用的形式。该方法可用于研究量子等离子体中静电场之间的非线性相互作用，如湍流的发展、自组织以及从弱湍流态到强湍流态的转变等。特别是，使用这种形式主义，我们得到的动力学量子Zakharov方程，描述非线性耦合的高频朗缪尔波的低频等离子体密度变化的情况下，非简并和简并等离子体电子。
2013-05-13 physics.plasm-ph
Identification of electrostatic two-stream instabilities associated with a laser-driven collisionless shock in a multicomponent plasma
静电双流不稳定性在静电无碰撞激波形成中起着重要作用。它们是一种关键的耗散机制，导致离子加热和加速。由于冲击加速离子的数量和能量取决于不稳定性，因此精确识别主动不稳定性是重要的。二维粒子在细胞模拟多组分等离子体揭示离子反射和加速在冲击波前，激发纵向传播的静电不稳定性，由于非振荡分量的静电场在上游地区的冲击，和产生向上和向下移动的速度分量内的扩展离子组件。使用一维静电等离子体色散函数，其中包括电子和离子的温度效应，C2 H3Cl等离子体的不稳定性的线性分析表明，最不稳定的模式是静电离子束双流不稳定性（IBTI），这是弱依赖于电子的存在。IBTI是由膨胀的质子和碳离子群体之间的速度差激发的。有一个静电电子-离子双流不稳定性与一个小得多的增长率与人口的质子在冲击反射。与激光驱动的无碰撞冲击相关联的快速增长的IBTI的激发增加了准单能离子束的亮度。
2021-10-14 astro-ph.HE physics.plasm-ph
External charge perturbation in a flowing plasma and electrostatic turbulence
本文利用一维静电 hybrid-PIC-MCC 模拟运动带电碎片在等离子体中诱发的 IICSI，揭示钉扎孤子的形成条件、速度依赖关系及 Kolmogorov 型能量级联。
2025-01-23 physics.plasm-ph
Properties of the electrostatically driven helical plasma state
发现了一种新的等离子体态[C.~ Akçay，J.~ Finn，R.~ Nebel和D.~巴恩斯，物理。等离子体\textbf{24}，052503（2017）]在周期性圆柱形几何形状中存在均匀施加的轴向磁场。该状态由螺旋电极提供的外部静电场驱动，并且取决于半径$r<r_w$和$mθ-nζ$，其中$m=n=1$、$θ$是极向角，并且$ζ=z/R$是环向角。在该文献中，发现强驱动形式的状态具有强的轴向平均电流密度，平均场线安全系数$q_0(r)$刚好高于内部电极的间距$m/n=1$，其中等离子体几乎是无力的。然而，在边缘处，电流密度具有垂直于$\mathbf{B}$的分量。这种垂直的电流密度驱动着近似Alfvénic螺旋的等离子体流，这是这些状态的一个显著特征。这种状态正在研究其可能的应用直流Transformers和可能的定制电流分布在托卡马克。我们提出了几个重要问题的结果，这些应用：瞬态导致的稳定状态，扭曲和扭曲的磁力线和它们与电流密度的关系，电流密度流线的性质和连接到电极的电流密度线的长度，速度边界条件的变化的敏感性，改变径向电阻率剖面的影响，以及集中的电极电势的影响。
2017-10-09 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
Strong Electromagnetic Waves Propagation in an Electron-Positron-Ion Plasma
本文主要研究了三分量非磁化等离子体中电子-正电子-离子对强短电磁波包驱动的静电尾场的影响。描述驱动静电尾场的方程以非线性微分方程组的形式给出。该系统的解决方案进行了数值计算和结果显示图形。
2002-07-11 physics.plasm-ph
Exploring Born-Infeld electrodynamics using plasmas
本文用Born-Infeld电动力学方法研究了冷等离子体中大振幅静电波的行为。等离子体的运动方程建立使用无约束作用原理。确定了大振幅静电波的最大振幅和频率，并建立了波长的下限。最大电场与静止点电子上的电场相同。
2010-06-11 physics.plasm-ph
Data-driven discovery of a heat flux closure for electrostatic plasma phenomena
本研究利用稀疏回归方法，从OSIRIS粒子模拟数据中识别出六个关键项，构建了适用于一维静电等离子体现象的热通量闭合模型，为无碰撞流体模拟提供了平衡计算效率与物理保真度的数据驱动解决方案。
2025-03-21 physics.plasm-ph
