Spin waves and spin instabilities in quantum plasmas
介绍了多粒子量子流体力学方法的基本思想，该方法允许导出描述量子等离子体演化的方程。我们还提出了适用于量子等离子体的集体量子变量的定义。我们表明，磁矩（自旋）在量子等离子体的演化导致几个新的分支波色散：自旋电磁等离子体波和自洽自旋波。中子束通过量子等离子体的传播也被考虑。描述了由于中子的磁矩与等离子体相互作用而出现的不稳定性。
2014-07-01 physics.plasm-ph
Initializing anisotropic and unstable electron velocity distributions needed for investigating plasma kinetic instabilities
在实验室中受控研究等离子体动力学不稳定性，需要具有各向异性电子速度分布函数的等离子体。我们证明，这样的等离子体可以产生使用超短激光脉冲通过光场电离（OFI）。我们实验表明，这种控制使用汤姆逊散射作为诊断探测特征电子速度分布，使用线性和圆偏振激光脉冲，以消除氦。此外，由圆偏振光脉冲产生的He等离子体在电离300 fs内表现出电子流不稳定性的开始，证明了OFI产生的等离子体用于研究等离子体物理的动力学理论制度的适用性。
2019-04-22 physics.plasm-ph
Excitation of low-n TAE instabilities by energetic particles in global gyrokinetic tokamak plasmas
首次对高能粒子激发超环面Alfven本征模（TAE）进行了线性全局电磁回旋粒子模拟。随着高能粒子压力的增加，TAE频率向下移动到较低的连续谱中。
2008-12-22 physics.plasm-ph
Influence of Ion Streaming Instabilities on Transport Near Plasma Boundaries
等离子体边界层易受由预鞘中的离子流驱动的静电不稳定性的影响，并且当存在时，这些不稳定性可以影响传输。在具有单一正离子的等离子体中，在低气压和大电子-离子温度比（$T_e/T_i \gg 1$）的条件下，预期离子-声不稳定性。在具有两种正离子的等离子体中，也可以激发离子-离子双流不稳定性。稳定性相空间的特点是使用彭罗斯准则和近似线性色散关系。这些不稳定性如何影响离子和电子输运的预鞘，包括快速热化由于不稳定性增强碰撞和不稳定性增强的离子-离子摩擦力的预测，也简要回顾。这些预测最近的实验测试进行了讨论，以及进一步验证所需的研究需求。计算的稳定性边界提供了一个指导，以确定这些影响可以预期的实验条件。
2015-10-04 physics.plasm-ph
On the collisional damping of plasma velocity space instabilities
对于等离子体速度空间不稳定性驱动的粒子分布显着偏离麦克斯韦，弱碰撞可以阻尼的不稳定性的量是显着超出碰撞率本身。这是由于碰撞的双重作用，往往放松等离子体分布朝向麦克斯韦和抑制线性扰动的分布函数。前者的效果可以占主导地位的情况下，不稳定的非麦克斯韦分布驱动的时间尺度上的碰撞比碰撞短得多的无碰撞运输，和理想的不稳定性的增长率有一个敏感的依赖于分布函数。以静电捕获电子驱动的哨声不稳定性为例，阐明了等离子体速度空间不稳定性的强烈碰撞阻尼效应，并通过第一性原理动力学模拟得到证实.
2023-02-02 physics.plasm-ph
Suppression of parametric instabilities in inhomogeneous plasma with multi-frequency light
本文从理论和数值计算两方面研究了多频激光入射下大尺度非均匀等离子体中参量不稳定性的发展。首先，对具有一定频差$δω_0$的两束激光之间的耦合参量不稳定性进行了理论分析。这表明当$δω_0$大于一定阈值时，两个小光束将发生退耦，该阈值分别由受激拉曼散射（SRS）、受激布里渊散射（SBS）和双等离子体衰减（TPD）导出。在这种情况下，两个子光束的参数不稳定性独立地发展，并且可以控制在低水平，只要单个子光束的激光强度足够低。其次，对具有两个或多个细光束（$N\sim20$）的参数不稳定性进行了数值模拟，验证了上述理论模型的正确性。模拟证实，多个小光束的参数不稳定性的发展可以控制在一个较低的水平，提供$δω_0$的阈值条件是满意的，即使总的激光强度高达$\sim10^{15}$ W/cm $^2$。利用这种多频率分量（$N\gtrsim20$）和几个百分比的总带宽（$\gtrsim4\%$）的激光束结构，可以很好地控制参数不稳定性。
2019-06-10 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
2-D studies of Relativistic electron beam plasma instabilities in an inhomogeneous plasma
相对论电子束在等离子体中的传输存在双流、双折射等微观不稳定性，在血浆中。这导致通过等离子体介质的电子输运受到严重限制。然而，最近，已经有实验证明了在碳纳米管结构的固体靶中改善兆安培电子电流（由强激光与固体靶的相互作用产生）的传输[Phys. Rev Lenness. 108，235005（2012）]。这表明非均匀等离子体（由碳纳米管结构靶的电离产生）有助于抑制束等离子体不稳定性的增长。这份手稿解决了这个问题的帮助下，详细的分析研究和模拟的帮助下，2-D粒子在细胞的代码。研究结论表明，当等离子体密度选择为非均匀时，只要非均匀等离子体的尺度长度1/ks小于典型等离子体趋肤深度（c/ωp0）尺度，二维几何结构中主要不稳定性的增长率减小。在这样小的尺度长度通道化的电流也观察到在模拟中。
2015-07-29 physics.plasm-ph
Analysis of plasma instabilities and verification of the BOUT code for the Large Plasma Device
大型等离子体装置中线性不稳定性的性质[W. Gekelman等人，Rev. Sci.仪器：62，2875（1991）]的研究都通过解析计算和数值求解线性化碰撞等离子体流体方程组使用三维流体程序BOUT [M. Umansky等人，等离子体物理180，887（2009）]，其已被成功地修改以处理圆柱形几何形状。不稳定驱动等离子体压力梯度和流动被认为是，专注于电阻漂移波，开尔文-亥姆霍兹和旋转交换不稳定性。导出并分析了包含这些模式的部分电离碰撞等离子体的一般线性色散关系。对于LAPD相关配置文件，包括强驱动流，它被发现，所有三种模式可以有可比的增长率和频率。与解析色散关系的解的详细比较表明，BOUT准确地再现了该系统中线性模式的所有特性。
2011-01-26 physics.plasm-ph
White-light parametric instabilities in plasmas
由等离子体中的部分相干辐射驱动的参数不稳定性由广义统计Wigner-Moyal方程组描述，形式上等价于全波方程，耦合到等离子体流体方程。本文导出了部分相干泵浦场驱动的受激喇曼散射的广义色散关系，揭示了色散增长率与辐射场的相干宽度$σ$的关系，后向散射（三波过程）用$1/σ$标度，直接前向散射（四波过程）用$1/σ^{1/2}$标度。我们的结果表明，通过适当地使用宽带泵浦辐射场来控制这些不稳定性的增长率的可能性。
2007-04-21 physics.plasm-ph
Spatially modulated plasma profile for turbulence and instabilities mitigation in fusion plasma
本文提出对聚变等离子体参数进行空间谐波调制，利用类似光子晶体带隙和谐振子参数共振的机制改变湍流与MHD波传播，从而抑制湍流和不稳定性。
2024-11-27 physics.plasm-ph
Analysis of high-field side plasma instabilities in tokamak edge
针对托卡马克平衡双零位形下高场侧刮削层无涨落但密度陡峭的矛盾观测，本研究通过解析与数值方法研究漂移-电阻-气球模模型，分析该区域等离子体不稳定性、湍流及输运特征。
2024-10-10 physics.plasm-ph
Intermittent excitation of parametric instabilities enhanced by synergistic effect in broadband laser plasma interaction
采用动力学粒子模拟方法研究了宽带激光驱动非线性工作台中参量不稳定性的一种新的演化模式。研究发现，宽带激光器的光强变化产生的高强度脉冲对参量不稳定性产生间歇性激发。这些高强度脉冲之间的协同作用通过电子-等离子体波和热电子的共同传播降低了朗道阻尼，促进了从对流到绝对受激拉曼散射的转变。这些间歇激发的参量不稳定性，特别是绝对不稳定性，将产生超出线性理论预期的超热电子。然而，各种带宽激光器的散射光的能量之间的比较表明抑制参数不稳定性与大的激光带宽。我们的工作提供了一个机会，以促进宽带激光等离子体相互作用的理解。
2021-10-10 physics.plasm-ph
A Computational Fluid Model for Investigation of Plasma Waves and Instabilities
本文建立了一个计算流体模型来研究波浪和不稳定性。一种新的技术，涉及初始扰动的配置空间已被实施，以激发等离子体波，即扰动的行为类似于一个随机的速度分布的粒子在细胞（PIC）的代码。这形成了一个新的强有力的工具，在热和冷等离子体中产生的许多波的调查，因此将允许调查的问题，要求的规模和分辨率还不可能由PIC代码。该模型预测了朗缪尔波、双流不稳定性、非线性波-波相互作用和德拜屏蔽效应。理论和模拟之间的协议，分析结果是非常好的。
2005-03-05 physics.plasm-ph
Effects of plasma nonuniformity on zero frequency zonal structure generation by drift Alfven wave instabilities in toroidal plasmas
本文利用非线性回旋动理学理论推导了ZFZS与DAW相互作用的控制方程和非线性色散关系，研究了等离子体非均匀性对带状结构激发的影响，并指出KBM激发带状流的条件对等离子体参数敏感。
2024-08-01 physics.plasm-ph
Drift-Alfven instabilities of a finite beta plasma sheared flow along a magnetic field with inhomogeneous ion temperature
本文研究了具有可比的非均匀离子温度和均匀电子温度的有限β等离子体在磁场排列（平行）剪切流中的漂移-阿尔芬不稳定性。在数值求解静电势和电磁势方程组的基础上，定量地讨论了不稳定性的发展。结果发现，占电磁离子动力学响应，这通常被忽略了在现有的讨论中的漂移阿尔芬不稳定性的稳定等离子体，揭示了新的漂移阿尔芬不稳定性驱动的离子温度梯度，流速剪切，和离子朗道阻尼的耦合作用。激发的不稳定波具有沿磁场方向的相速度和离子的热速度，以及与频率相当的增长率。
2020-05-19 physics.plasm-ph
Unified fluid-model theory of $\mathbf{E}\times\mathbf{B}$ instabilities in low-ionized collisional plasmas with arbitrarily magnetized multi-species ions
本文发展了一个统一的线性理论的局部交叉场等离子体不稳定性，如Farley-Buneman，电子热，离子热不稳定性，在碰撞等离子体与完全或部分非磁化的多物种离子。低电离、高耗散、弱磁化等离子体中的碰撞等离子体不稳定性在低地球电离层中起着重要作用，并且可能在其他行星电离层、恒星大气、彗星尾、分子云、吸积盘等中具有重要意义。碰撞等离子体不稳定性的宏观效应可能导致显著的加热，最初从光谱观测和相关建模中提出的效果。基于一个简化的五阶矩多流体模型，理论分析得到了热-Farley-Buneman组合不稳定性（TFBI）的一般线性色散关系。重要的极限情况进行了详细分析。分析表明，该模型的可接受的适用性的过程中的研究。与更精确的动力学模拟相比，流体模型模拟通常需要更少的计算机资源，因此，这种碰撞等离子体不稳定性线性理论方法的明显成功，使得使用最初为太阳和行星大气的大尺度建模而开发的全球流体代码来研究TFBI（及其可能的宏观效应）成为可能。
2023-01-30 physics.plasm-ph
Density modulation-induced absolute laser-plasma-instabilities: simulations and theory
流体模拟表明，当正弦密度调制叠加在线性密度分布上时，对流不稳定性可以变得绝对不稳定。这种转换可以发生在现实的直接驱动惯性约束聚变条件下的两个等离子体衰变和受激拉曼散射不稳定性，并且可以影响热电子产生和激光能量沉积。三波模型的分析表明，足够大的变化的密度梯度的线性密度分布可以把对流不稳定性变成绝对的。给出了梯度变化阈值的解析表达式，它只依赖于对流增益。
2016-03-10 physics.plasm-ph
Suppression and excitation condition of collision on instabilities of electrostatic plasmas
本文通过Vlasov-Poisson模拟发现，碰撞不仅能抑制双流不稳定性，还能在冷束理论禁戒速度范围内激发不稳定性，并划分了抑制、过渡、激发和禁戒区域，扩展了对碰撞效应的理解。
2024-07-10 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
Statistical Characterisation and Classification of Edge Localised Plasma Instabilities
研究了环形磁约束聚变等离子体中边缘局域等离子体不稳定性的统计特性。从第一原则，标准的实验动机的假设，以确定一个特定的概率分布ELMs之间的等待时间：威布尔分布。这是证实了经验的统计严格的比较，从欧洲联合圆环（JET）的大型数据集。ELM等待时间的成功表征使未来的工作能够以各种方式取得进展。在这里，我们提出了ELM类型的定量分类，现象学的方法的补充。它还告诉我们ELMing过程的性质，例如它们是随机的还是确定性的。
2013-02-26 physics.plasm-ph
Structure of Micro-instabilities in Tokamak Plasmas: Stiff Transport or Plasma Eruptions?
本文给出了描述托卡马克等离子体微不稳定性的二维本征模方程的解，证明了模式结构和稳定性对等离子体剖面的敏感性。在参数空间的狭窄区域内，在特定的等离子体轮廓下，发现了托卡马克外侧气球的最大不稳定模式。这对应于气球模式的传统图片。然而，对于大多数配置文件，这种模式不能存在，而是一个更稳定的模式被发现，气球更接近等离子体的顶部或底部。良好的定量协议与1D气球分析被发现提供的约束与高阶轮廓的影响，往往被忽视，被考虑在内。从这个一般模式到更不稳定的气球模式的突然过渡可能发生临界流剪切，提供了一个候选模型，为什么一些实验观察到小等离子体爆发（边缘局部模式，或ELMs），而不是大的I型ELMs。
2014-09-04 physics.plasm-ph
Streaming Instability Generation in Lunar Plasma Environment
等离子体不稳定性是指当等离子体系统中积累了过多的能量而不能保持能量时，在等离子体中发生的非线性过程。自然界中已知的等离子体不稳定性有近60种。
2023-01-06 physics.plasm-ph
Instabilities, Anomalous Heating and Stochastic Acceleration of Electrons in Colliding Plasmas
研究了两个膨胀等离子体云的碰撞，着重讨论了等离子体混合层中的不稳定性和电子碰撞。这项工作与爆炸产生的激光或z箍缩等离子体的实验室实验直接相关，但也可能阐明天体物理或空间物理背景下自然发生的等离子体碰撞。在以前的出版物[1，2]中，我们已经研究了，分析和数值，从互穿电晕发射的两个平行的线在真空室中蒸发的流动。研究的主要重点是一般的流动模式和低混杂和薄壳不稳定性，在某些条件下发展的碰撞层。本文围绕两个等离子体相互渗透的初始阶段。双流离子-离子不稳定性，有效的电子加热，和随机加速在这个阶段占主导地位的等离子体混合。绝热（可逆）电子加热和随机（不可逆）的加速和加热机制，由不稳定驱动的电场，被认为是。这种不可逆性是由波电场中的电子逃逸加速和离子和中性粒子的俯仰角散射共同作用的结果。
2022-01-11 physics.plasm-ph
Investigation of Laser Plasma Instabilities driven by Coupled High-Power Laser Beams in Magnetized Underdense Plasmas
University of Bordeaux（波尔多大学）；INRS EMT（国家研究研究所电磁学与技术中心）；Laboratoire pour l’Utilisation des Lasers Intenses, UMR 7605 CNRS-CEA-École Polytechnique- Université Paris VI（高强度激光利用实验室）；CNRS, LNCMI, Univ Toulouse 3, INSA Toulouse, Univ Grenoble Alpes, EMFL（法国国家科学研究中心低磁场强电流实验室）；ELI-NP, ”Horia Hulubei” National Institute for Physics and Nuclear Engineering（极高性能激光设施-核物理与工程霍里亚·胡卢贝伊国家研究所）；Sorbonne Université, Observatoire de Paris, Université PSL（索邦大学、巴黎天文台、巴黎文理研究大学）
本文研究了多束高功率激光在磁化稀疏等离子体中传播时的受激布里渊和拉曼散射不稳定性，探讨了交叉干扰效应对其的影响，并提出新的理论模型以评估其对惯性约束聚变的潜在益处。
2026-03-16 physics.plasm-ph
AWECS: A Linear Gyrokinetic Delta-f Particle-in-Cell Simulation Code for the Study of Alfvenic Instabilities in High-Beta Tokamak Plasmas
开发了一个一维线性回旋动力学程序AWECS，用于研究高β托卡马克等离子体中Alfvenic不稳定性的动力学激发，β为热压力与磁压力之比。它旨在描述与广泛的频率和波长相关的物理学。例如，AWECS能够模拟动力学气球模式，阿尔芬离子温度梯度驱动模式，以及由于高能粒子的阿尔芬不稳定性。此外，AWECS可用于研究低β区的漂移-阿尔芬不稳定性。在这里，代码的布局和所使用的数值方法进行了说明。AWECS是基准对其他代码和收敛性研究进行。
2008-06-27 physics.plasm-ph
Experimental investigations of quasi-coherent micro-instabilities in Ohmic plasmas
本文利用J-TEXT托卡马克远前向集体散射测量实验识别了欧姆等离子体中的ITG和TEM准相干不稳定性，发现ITG模在密度超过临界值后发生频率降低、振幅增强的分岔行为，并伴随离子能量损失增强和约束退化，为ITG不稳定性驱动离子热输运提供了直接实验证据。
2023-10-26 physics.plasm-ph
Inverse Problem Instabilities in Large-Scale Plasma Modelling
我们对物理系统的理解通常取决于我们将复杂的计算模型与测量的实验结果相匹配的能力。然而，具有大参数空间的模拟遭受逆问题不稳定性，其中类似的模拟输出可以映射回非常不同的输入参数集。虽然具有根本重要性，但由于全面探索参数空间需要大量的模拟，因此这种不稳定性很少得到解决。在这里，我们展示了贝叶斯机器学习如何用于解决逆问题不稳定性，并将其应用于等离子体物理中两个流行的实验诊断。我们发现，从测量中提取信息的基础上，简单地与模拟协议是不可靠的，并导致显着低估的不确定性。我们描述了如何统计量化不稳定的逆模型的影响，并描述了一种方法来减轻其影响的实验设计。
2018-07-03 physics.plasm-ph
Self-organization of photoionized plasmas via kinetic instabilities
本文综述了强场光致电离非平衡等离子体通过双流、电流丝化和Weibel等动力学不稳定性实现自组织的过程，提出了生成各向异性非热稠密等离子体的实验平台，并利用飞秒与皮秒级分辨技术测量了静电波及磁场的时间演化。
2023-11-27 physics.plasm-ph
Suppression of two stream instability in relativistic electron-ion plasmas
本文研究相对论速度下电子-离子等离子体中双流不稳定性的抑制，发现高等离子体频率和现实离子-电子质量比均会压缩增长率参数空间，并通过四区域分析为高能等离子体应用提供标度律。
2025-08-23 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
Three-dimensional particle-in-cell modeling of parametric instabilities near the quarter-critical density in plasmas
采用三维粒子模拟方法研究了激光与等离子体相互作用的非线性机制，包括双等离子体衰变（TPD）和受激喇曼散射（SRS）不稳定性，数值模拟参数与惯性约束聚变（ICF）实验参数有关。在等离子体中，SRS和TPD在同一区域发展，只有包含SRS和TPD的完整模型才能准确描述快电子的产生。在线性阶段的不稳定性的增长被认为是在良好的协议与分析理论。在饱和阶段，受激喇曼散射子波驱动的低频密度扰动增强，使TPD饱和，从而抑制了快电子的产生。在3-D建模的快电子通量是一个数量级小于以前报道的2-D TPD模拟，使其接近ICF实验的结果。
2019-04-15 physics.plasm-ph
Two stream instabilities in degenerate quantum plasmas
基于介电函数方法研究了等离子体双流不稳定性的量子力学效应。分析表明，当电子漂移速度与费米速度相当时，与惯性约束聚变相关的简并等离子体表现出与经典等离子体不同的行为。对于与费米波矢相当的高波矢，简并量子等离子体具有比经典等离子体更大的双流不稳定性区。一个政权，其中的等离子体波的频率大于1.5倍的朗缪尔波的频率变得不稳定的双流不稳定性，被确定。
2013-10-18 physics.plasm-ph quant-ph
Drift instabilities driven by slab ion temperature gradient in suprathermal plasmas
本文通过动力学方法研究Kappa分布等离子体中平板离子温度梯度驱动的漂移不稳定性，发现超热离子在大波数增强、小波数抑制不稳定性，并分析了密度不均匀性下的不稳定性边界。
2024-08-24 physics.plasm-ph
Simulating the nonlinear interaction of relativistic electrons and tokamak plasma instabilities: Implementation and validation of a fluid model
为了模拟托卡马克聚变等离子体中的破裂，提出了一个描述相对论逃逸电子演化及其与背景等离子体相互作用的流体模型。该模型的总体目标是自洽地描述失控电子（RE）和等离子体不稳定性在破坏过程中的非线性耦合演化。在这个模型中，逃逸电子被认为是一个单独的流体物种，其中初始种子是通过Dreicer源产生的，最终通过雪崩机制生长（可以很容易地添加其他相关的源机制）。逃逸电子的平流被认为主要是沿着场线，但也考虑到ExB漂移。该模型是在非线性磁流体动力学（MHD）代码JOREK的基础上Bezier有限元，电流耦合到热等离子体。基准的代码与一维逃逸电子代码GO是使用人工热淬火圆形等离子体。作为第一个演示，该代码适用于在ITER等离子体的轴对称冷垂直位移事件的问题，揭示显着不同的动态计算的情况下，没有失控的电子之间。虽然它是不可行的，以实现完全现实的逃逸电子速度接近光速的缓慢演变的等离子体不稳定性的完整模拟，代码被证明是适合于研究各种MHD的MHD-RE相互作用的MHD活性和中断相关的等离子体。
2019-06-28 physics.plasm-ph
Non-modal stability analysis and transient growth in a magnetized Vlasov plasma
无碰撞等离子体，如托卡马克中遇到的那些，表现出丰富多样的不稳定性。然而，许多等离子体不稳定性的物理起源、触发机制和基本认识仍然是悬而未决的问题。本文研究了无碰撞弗拉索夫等离子体在稳定均匀磁场中的稳定性。我们将调查范围缩小到麦克斯韦等离子体的情况。第一次使用完全动力学的方法，我们显示了出现的局部不稳定性，一个短暂的增长，然后在一个稳定的磁化等离子体的经典朗道阻尼。我们证明了线性化的Vlasov算子是非正常的，导致代数增长的扰动，使用非模态稳定性理论。得到的不稳定性的典型时间尺度是几个等离子体周期的顺序。计算了一阶分布函数和相应的电场，并研究了磁场和微扰参数对一阶分布函数和电场的影响。我们的研究结果提供了一个新的方案的出现和发展的动力学尺度上的等离子体不稳定性。
2014-08-28 physics.plasm-ph
Towards a general quasi-linear approach for the instabilities of bi-Kappa plasmas. Whistler instability
Kappa分布普遍存在于空间和天体物理学中的弱碰撞等离子体中，如太阳风，这表明这些非平衡等离子体的微观和宏观性质受到波粒相互作用的高度制约。本文研究了电子各向异性双Kappa（或双$κ$ -）分布的演化，并由此引发电磁电子回旋（或哨声）模的不稳定性。这里提出的新的准线性方法包括温度各向异性弛豫过程中的$κ$参数的时间变化。数值结果表明，$κ$可能会增加的时间间隔很短的开始，但随后下降到一个值低于初始值，而等离子体β和温度各向异性表明系统的松弛。我们的研究结果表明，电磁湍流起着重要的作用，等离子体的超热化，最终降低参数$κ$。尽管$κ$的变化一般是负的（$Δκ<0$），但这种变化似乎取决于各向异性电子的初始条件，这些条件在日光层内部变化很大。
2020-12-03 physics.plasm-ph
Lower-Hybrid Drift Instabilities in a magnetic nozzle
针对磁喷嘴中可能存在的E×B装置共有的非稳态不稳定性问题，开展含平行不均匀性等效应的局部线性分析与准线性分析，预测了角向不稳定性范围并明确平行梯度的驱动作用。
2024-12-13 physics.plasm-ph
Time-Resonant Tokamak Plasma Edge Instabilities?
在2012年联合欧洲圆环（JET）实验活动期间的两周时间内，相同的高约束等离子体重复了151次。分析数据集以产生边缘局部等离子体不稳定性（“ELMS”）之间的等待时间的概率密度函数（pdf）。结果完全出乎意料。而不是一个光滑的单峰pdf，连续的4-5个尖锐的最大值和最小值均匀地分开7-8毫秒的intervention. In这里，我们探讨了这种新观察到的现象的原因，并得出结论，这是由于自组织等离子体现象或等离子体和实时控制系统之间的相互作用。如果最大值是ELM更容易触发的“谐振”频率的结果，那么未来的ELM控制技术可以，而且可能会使用它们。无论哪种方式，这些结果都需要对ELMing过程有更深入的了解。
2013-10-01 physics.plasm-ph
Global Sensitivity Analysis of Plasma Instabilities via Active Subspaces
主动子空间分析是一种有用的计算工具，用于识别和利用模型输入参数空间中最重要的线性组合。这些方向固有地取决于感兴趣的量，其可以表示为从输入参数到模型输出的函数。由于许多等离子体模型的动力学是由潜在的不确定参数值驱动的，因此利用活动子空间进行全局灵敏度分析是理解某些物理现象如何依赖于这些参数值波动的重要工具。在目前的文件中，我们构建和实施新的计算方法来量化的不确定性所产生的增长率内的扰动在一个无碰撞的等离子体建模的一维Vlasov-Poisson系统附近的不稳定，空间均匀的平衡在线性政权。
2022-04-08 physics.plasm-ph
Comparing the counter-beaming and temperature anisotropy driven aperiodic electron firehose instabilities in collisionless plasma environments
电子消防管不稳定性是研究最多的动力学不稳定性之一，特别是在空间等离子体中，其动力学主要由无碰撞的波粒相互作用控制。本文对由各向异性温度和电子反束布居数激发的非周期电子水龙带不稳定性进行了比较分析。两个对称的反束提供了类似于单个（非漂移）布居的温度各向异性的有效动力学各向异性，其中沿磁场方向的温度大于垂直方向的温度。因此，反束流等离子体容易受到类似消防软管的不稳定性（FIs），平行和倾斜的分支。在这里，我们专注于倾斜的光束FI，这也是非周期性的自由能时，对称的反光束提供。研究结果表明，当漂移或聚束速度（$U$）不超过热速度（$α$）时，在相同的波数区间和相同的倾斜角度范围内（相对于磁场方向），存在非周期性聚束，但反聚束聚束.然而，对于$U/α> 1$，还预测了另一种静电双流不稳定性（ETSI），其增长率可能高于CBFI，并且在这种情况下可能主导动力学。
2022-09-01 physics.plasm-ph
First principles gyrokinetic analysis of electromagnetic plasma instabilities
本文在回旋动力学理论的框架内对电磁堆芯托卡马克不稳定性进行了双重分析。第一原理的理论基础的gyrokinetic理论被用来解释和证明与全球电磁粒子在细胞的代码Orb5，其模型是来自拉格朗日形式主义的数值结果。对应于Orb5模型的能量守恒定律是从Noether定理推导出来的，并在代码中实现为能量平衡和守恒验证的诊断。一个额外的诺特定理为基础的诊断实施，以分析不稳定的机制，在托卡马克的核心区域的静电和电磁离子温度梯度（ITG）的不稳定性。研究了高电磁场$β$下向动力学振荡模（KBM）的转变。
2019-03-26 physics.plasm-ph
Kinetic instabilities in a mirror-confined plasma sustained by high-power microwave radiation
本文总结了俄罗斯科学院应用物理研究所近十年来在电子回旋频率范围内进行的等离子体动力学不稳定性研究。研究了在电子回旋共振条件下，回旋管高功率微波辐射产生和维持的非平衡等离子体。共振等离子体加热导致形成至少两种电子成分，其中一种更密集和冷，决定了高频波的色散特性，第二种是一小群具有高度各向异性速度分布的高能电子，负责激发不稳定波。动态光谱和强度的受激电磁辐射的时间分辨率进行了研究。观测数据的解释是基于回旋脉泽范例，在这种情况下，非定常波-粒子相互作用过程的实验室模拟与地球磁层、行星和太阳日冕环中发生的类似过程有许多共同之处。
2017-02-20 physics.plasm-ph
Suppression of phase mixing in drift-kinetic plasma turbulence
在线性等离子体中，自由能通过相混合从大速度空间尺度转移到小速度空间尺度导致朗道阻尼。在湍流漂移动力学等离子体中，这种传输在统计上几乎被从小到大的速度空间尺度的逆传输所抵消，这是由于等离子体回波的随机形式所激发的“反相混合”模式。因此，流体矩（密度、速度、温度）近似与分布函数的较高矩在能量上隔离，因此当等离子体碰撞性小时，相混合作为耗散机制是无效的。
2016-03-22 physics.plasm-ph
Electronic parametric instabilities of an ultrarelativistic laser pulse in a plasma
通过数值求解激光驱动等离子体动力学中包含辐射反作用力影响的色散关系，研究了超相对论圆偏振激光脉冲在欠密等离子体中传输的电子参数不稳定性。重点放在研究不同的模式在激光等离子体系统和识别的绝对和对流性质的不稳定模式的参数映射跨越的归一化激光矢势和等离子体密度。指出了对超强激光等离子体实验的启示。
2020-03-03 astro-ph.HE physics.plasm-ph
Flow Shear Suppression of Pedestal Turbulence--A First Principles Theoretical Framework
本文提出了一种分析和计算相结合的回旋动力学方法来解决任意水平的$E \times B$剪切作用下基座湍流输运的标度问题。由于基座中的强梯度和成形，感兴趣的不稳定性不像核心不稳定性那样是曲率驱动的。通过大量的数值模拟（gyrokinetic），它表明，基座模式响应剪切抑制非常像一个基本的解析解相关理论的预测。两者之间的定量协议为我们提供了一个新的可靠的，第一原理（基于物理学）的理论框架来预测剪切抑制的燃烧等离子体，在于在低剪切制度目前的实验没有访问的功效。
2017-06-26 physics.plasm-ph
Instability and dynamics of two nonlinearly coupled laser beams in a plasma
在弱非线性相对论条件下，研究了等离子体中两束激光的非线性相互作用。激光束的演化由两个非线性薛定谔方程控制，该方程与慢等离子体密度响应耦合。我们研究了拉曼前向和后向散射不稳定性以及布里渊和自聚焦/调制不稳定性的增长率。通过对含时非线性方程组的直接模拟，研究了不稳定性的非线性演化。
2006-05-16 physics.plasm-ph
Dynamics of nanosecond laser pulse propagation and of associated instabilities in a magnetized underdense plasma
本文通过实验和模拟研究磁化欠稠密等离子体中纳秒激光脉冲的传播，发现磁场可提高透射率、增强光束平滑度并约束热电子，从而降低靶预热。
2022-11-11 physics.plasm-ph
Ion kinetic effects and instabilities in the plasma flow in the magnetic mirror
采用准中性混合动力学方法研究了等离子体流中有限离子温度和离子反射对等离子体运动的影响。结果表明，在冷离子极限下，粒子的速度分布与解析理论的预言吻合得很好，该理论预言了由于磁镜的最大磁场而形成的全局加速势，从而导致跨音速离子的速度分布。对于各向同性和各向异性分布的暖离子，也得到了全局跨音速离子速度分布。部分离子反射被观察到由于磁镜的组合效应和随时间变化的波动的电位作为一个结果的波破碎和不稳定性的区域时，流体的解决方案成为多值。尽管有部分反射，通过的离子的流动仍然遵循由磁场轮廓限定的全局加速轮廓。在模拟与反射边界条件模仿等离子体源，并允许捕获和通过离子之间的过渡，跨音速加速解决方案的全球性质被揭示为等离子体排气速度，最终定义在源区等离子体密度的约束。
2022-10-24 physics.plasm-ph
Suppression of power losses during laser pulse propagation in underdense plasma slab
本研究通过二维PIC模拟揭示中低密度、非相对论条件下前向拉曼散射主导激光损耗，并提出以频率失谐大于等离子体频率的多色激光抑制该散射、实现高效功率传输。
2020-11-07 physics.plasm-ph
Electromagnetic pressure-gradient-driven instabilities with moderate high mode numbers in tokamak plasmas
Max Planck Institute for Plasma Physics, IPP（马克斯·普朗克等离子体物理研究所）；Laboratorio Nacional de Fusión, CIEMAT（CIEMAT国家聚变实验室）
该研究用EUTERPE代码分析托卡马克中等离子体压强梯度驱动的不稳定性，发现ITG与KBM的转变依赖平衡一致性，且非MHD贡献在特定条件下影响稳定性，为托卡马克不稳定性研究提供了新的参考。
2026-08-31 physics.plasm-ph
The nonmodal kinetic theory for the electrostatic instabilities of a plasma with a sheared Hall current
发展了以剪切模方法或所谓的非模方法为基础的霍尔电流驱动的剪切电流速度不稳定性的动力学理论。发展的理论预测，在霍尔等离子体与非均匀电场，单独的空间傅立叶模式的扰动是确定的框架对流等离子体组件之一。由于霍尔等离子体中的离子流和电子流的不同剪切，该模式被第二分量感知为具有随时间变化的波数的多普勒频移连续剪切模式。由于这种效应，等离子体组分的相互作用形成了非模态的时间相关过程，这应该作为初值问题来研究。所开发的方法适用于流体动力学修改的双流不稳定性和动力学离子声不稳定性的等离子体剪切霍尔电流与匀速剪切的线性初值问题的解决方案。这些解揭示了流速的均匀部分是导致不稳定性模态演化的原因，而流速剪切是非模态不稳定性发展的根源，其指数随时间增长为$\sim\left(t-t_0\right)^3$ .
2019-08-06 physics.plasm-ph
Resonant instabilities mediated by drag and electrostatic interactions in laboratory and astrophysical dusty plasmas
本文将共振阻力不稳定性中的缺陷特征值共振机制推广为共振不稳定性框架，揭示双流、丝状电离与声学RDI的物理共性及其实验室研究价值。
2023-07-20 astro-ph.GA physics.plasm-ph
Forward Raman Scattering and Self-Modulation instabilities of lasers in magnetized tapered plasma channels
本文利用冷等离子体流体理论分析锥形磁化等离子体通道中激光传播的前向拉曼散射和自调制不稳定性，发现增大等离子体密度和激光强度会增强不稳定性，而磁场对增长率的影响取决于偏振方向，降低增长率有助于稳定传播。
2025-01-21 physics.optics physics.plasm-ph
