Plasma pressure response to non-inductive current drive in axisymmetric visco-resistive MHD steady-states
针对黏阻 MHD 托卡马克稳态模型压力水平不真实的问题，本文构建压力 Poisson 方程并引入非感应电流驱动修正环向电流，显著改善压力剖面。
2025-07-28 physics.plasm-ph
Pellet-Size Scaling of Quasi-Steady-State Plasma Performance in Wendelstein 7-X
Oak Ridge National Laboratory（橡树岭国家实验室）；Max Planck Institute for Plasma Physics（马克斯·普朗克等离子体物理研究所）；Type One Energy
该研究通过分析W7-X 2024-2025年弹丸注入实验，发现弹丸尺寸与准稳态储能正相关，并指出更大弹丸可进一步提升等离子体性能。
2026-09-15 physics.plasm-ph
Gyrokinetic turbulent transport simulations on steady burning condition in D-T-He plasmas
National Institute for Fusion Science, National Institutes of Natural Sciences（国立研究开发法人 国立科学研究所 核聚变科学研究所）；The Graduate University for Advanced Studies（高等研究院）；PRESTO, Japan Science and Technology Agency（日本科学技术振兴机构 PRESTO项目）；Graduate School of Engineering, Kyoto University（京都大学 工学研究科）
本文通过反磁动力学-Vlasov模拟研究了D-T-He等离子体中由ITG和TEM驱动的湍流输运，揭示了稳态燃烧条件下粒子流的不平衡现象，并首次识别了满足Reiter条件的剖面状态。
2026-02-26 physics.plasm-ph
Sequential steady state co-rotating dust vortices in sheared streaming plasma
本文进一步系统地扩展了由无界流动等离子体驱动的轴对称环形系统中尘埃云的二维流体动力学模型，使之适用于不同的有界尘埃域纵横比和大范围的运动粘度。这项工作已经证明了惯性和扩散的传输过程之间的相互作用的结构变化的稳定的尘埃流从对称到不对称的性质在较高的雷诺数（Re）制度，其中流动流线变成更圆的结构分叉发生通过一个阈值参数。与许多实验观测结果一致，高度非线性（即，高Re）区域的特征是临界转变为一个新的自相似多个同向旋转涡，以及单一特征尺寸的圆形核心区域，并在边界附近被充满弱涡的强剪切层包围。它进一步揭示了核心区域持续的系统参数在很宽的范围内的非线性制度和其特征尺寸主要是由限制边界之间的最小距离。自相似同向旋转涡旋的阈值参数、涡旋大小、强度和数目主要取决于有界尘埃区域的长宽比。这些非线性的解决方案提供洞察的结构转变和共存的自相似的稳定的同向旋转的尘埃等离子体实验，以及许多相关的复杂的驱动耗散自然流系统的现象。
2018-11-26 physics.plasm-ph
Analytic insights into nonlocal energy transport: Steady State Fokker Planck theory in arbitrary Z plasmas
本文针对任意Z等离子体建立稳态Fokker-Planck理论，提出稀疏本征函数分析方法，使非局域能量输运模型可纳入辐射流体力学模拟，并通过Rochester/NIF塑料球形靶实验验证了方法的有效性。
2023-01-19 physics.plasm-ph
Single-particle velocity distributions of collisionless, steady-state plasmas must follow Superstatistics
稳态等离子体中粒子速度分布函数的正确建模是核聚变研究以及空间等离子体描述的核心要素。在这项工作中，统计力学形式主义的描述无碰撞等离子体在稳定状态下，仅基于概率规则的应用，而不依赖于熵的概念。Beck和Cohen的超统计框架作为一种极限情况被恢复，并给出逆温度$β$的“微观”定义。非广泛性并不是先验的，而是只有通过分析系统各部分之间的相关性才能进入画面。
2019-06-19 cond-mat.stat-mech physics.plasm-ph
Prospects of negative triangularity tokamak for advanced steady-state confinement of fusion plasmas
本研究针对聚变等离子体环形约束中的稳态约束、β极限及偏滤器热负荷问题，探究负三角形变托卡马克的特性，发现其高自举电流等参数下归一化β可达扩展Troyon极限两倍，兼具偏滤器设计优势与高β先进稳态约束前景。
2024-01-27 physics.plasm-ph
Steady-State Ultracold Plasma
本文提出通过磁光阱中钙原子的连续双光步激发产生稳态超冷等离子体，并结合激光诱导荧光和理论模型研究其参数，实现了峰值离子密度6×10^5 cm^-3、最低电子温度约2 K的强耦合等离子体。
2022-12-08 physics.optics physics.plasm-ph
Periodical Plasma Structures Controlled by Oblique Magnetic Field
采用2D3V PIC MCC方法研究了斜向外磁场中的推进型等离子体。随着磁场强度的增加，电子和离子密度出现极大值的周期性结构。这些电子和离子密度的脊与磁场矢量对齐，并且相对于彼此偏移。结果在圆柱形等离子体室中形成了二维双层结构。斜向磁场对侧壁上的离子流和电子流有重要的调制作用。
2016-11-19 physics.plasm-ph
Contour Dynamics for One-Dimensional Vlasov-Poisson Plasma with the Periodic Boundary
我们重新回顾了适用于周期边界Vlasov-Poisson等离子体中分布函数大变形的轮廓动力学（CD）模拟方法，其中不使用空间网格来追踪分布函数的轮廓。本研究的新颖之处在于CD的应用一维Vlasov-Poisson等离子体的周期边界条件。应用周期边界的一个主要困难是当轮廓线穿过边界时如何处理。它已被克服凭借的周期性格林函数，有效地引入了周期性的边界条件，而无需切割或重新分配的轮廓。通过与线性区域中的分段常数分布函数的解析解和朗道阻尼的线性分析进行比较，证实了仿真结果。此外，粒子捕获的朗缪尔波被成功地再现在非线性制度。
2021-02-01 physics.plasm-ph
Plasma lenses for ultrashort multi-petawatt laser pulses
理想的等离子体透镜可以在直径的一小部分处提供小f数固态聚焦光学器件的聚焦功率。然而，理想的等离子体透镜依赖于稳态的线性激光脉冲-等离子体相互作用。超短多拍瓦（MPW）脉冲具有宽带宽和极端强度，因此，它们与等离子体透镜的相互作用既不是稳态也不是线性的。在这里，我们研究非线性和时间依赖性修改等离子体透镜聚焦，并表明，这些结果在色差和相位像差和振幅失真。我们发现，等离子体透镜可以提供增强聚焦的30 fs脉冲峰值功率高达~1 PW。性能通过MPW机制降低，直到最后在约10 PW处引起聚焦惩罚。
2015-10-06 physics.plasm-ph
Ion Temperature Measurements in the MAST-U Divertor During Steady State Plasmas and ELM Burn Through Phenomena
本研究利用RFEA测量MAST-U偏滤器的离子温度，对比了稳态下与LP测得的电子温度，捕捉了ELM烧穿的动力学过程，获得了相关温度数据与比值结果。
2024-12-10 physics.plasm-ph
Squeezed State of an Electron Cloud as a "Quasi-Neutral'' One-Component Plasma
我们提出了一个一维模型，它给出了一个新的物理解释的特定状态的电子系综连续注入到一个静电势阱沉浸在一个强大的施加磁场防止径向膨胀。当势阱中电子的空间电荷场补偿外部静电场时，形成电子云的无力稳态。这种平衡状态在另一种情况下被称为电子束的压缩状态。结果表明，在这种稳定状态下的电子数密度的空间分布与势阱的形状。稳态的扰动以Trivelpiece-Gould模式的形式沿着电子云传播。
2021-07-12 physics.plasm-ph
Collisionless Magnetorotational Turbulence in Pair Plasmas: Steady-state Dynamics, Particle Acceleration, and Radiative Cooling
该研究利用三维完全动力学剪切盒模拟和同步辐射冷却策略，揭示成对等离子体磁旋转湍流在动力学尺度的谱变陡、角动量输运及不依赖初始条件的非热粒子加速。
2024-06-14 astro-ph.HE physics.plasm-ph
Observation of quasi-periodic frequency sweeping in electron cyclotron emission of nonequilibrium mirror-confined plasma
在桌面镜磁阱中强非平衡等离子体的电子回旋辐射中，观测到了啁啾频率模式。这种模式是典型的非线性相空间结构的形成在附近的波粒子共振的动力学不稳定的等离子体，也被称为“孔和块”的机制。我们的数据提供了第一个实验证据，在电子回旋频率域的这种机制的作用。
2017-02-05 physics.plasm-ph
Stabilization of nonlinear plasma waves by radiation
结果表明，等离子体与热辐射的相互作用导致稳定的周期性和孤立的非线性等离子体波。在Looney和Brown的实验中确实观察到了稳定的周期性非线性等离子体波。在等离子体中存在许多分支的辐射诱导孤立波，特别是对应于吸积盘中热等离子体中的密度波。
2004-11-22 physics.plasm-ph
Compact Cryogenic Source of Periodic Hydrogen and Argon Droplet Beams for Relativistic Laser-Plasma Generation
我们提出了一个低温源的周期性流的微米大小的氢和氩液滴作为理想的质量有限的目标系统的基本强激光驱动等离子体应用。高度紧凑的设计与高时间和空间液滴稳定性相结合，使我们的注射器非常适合使用最先进的高功率激光器的实验，其中激光脉冲和液滴之间的精确同步是强制性的。我们通过用多太瓦脉冲照射氩液滴来证明这一点。
2012-01-18 physics.plasm-ph
Fundamental Electron and Potential Relations in Dilute Plasma Flows
本文基于电子流体模型，推导了稀薄等离子体稳态与非稳态流动中沿电子流线的电子温度和电势基本公式，揭示了指数与线性分布特征。
2023-12-23 physics.plasm-ph
Confined steady states of a Vlasov-Poisson plasma in an infinitely long cylinder
我们考虑二维Vlasov-Poisson系统来模拟一个在第三空间维度上分布函数为常数的双组分等离子体。首先，我们展示了这个二维的Vlasov-Poisson系统是如何从完整的三维系统导出的。在三维环境中，电势为零的紧支撑定态的存在性已经由A. L. Skubachevskii [15].我们表明，他的方法可以很容易地适应于二维系统。然而，我们的主要结果是证明即使具有非平凡的自洽电势，也存在紧支撑稳态。
2019-05-14 math-ph math.AP math.MP
Fully kinetic simulations of strong steady-state collisional planar plasma shocks
我们报告的第一个稳态模拟强等离子体冲击与完全动力学离子和电子，独立证实了两个完全动力学代码（欧拉连续和拉格朗日粒子在细胞）。虽然动力学电子不从根本上改变冲击波的结构相比，流体电子，我们发现一个可观的重新安排的预热层，与非局部电子热传输效应。电子热通量曲线定性同意之间的动力学和流体电子模型，表明一定程度的“刚度”，虽然大量的非局部性观察到的动力学热通量。我们也发现很好的协议与非局部电子热流封闭在文献中提出的。最后，在对比的经典流体动力学图片，我们发现一个显着的崩溃在“前体”电场冲击在预热层边缘，这与电子温度梯度弛豫。
2021-06-30 physics.comp-ph physics.plasm-ph
Subwavelength periodic plasma structures formed during the laser-pulse-induced breakdown within the transparent dielectric
在等离子体共振诱导电离不稳定性条件下，研究了飞秒激光脉冲在透明介质（熔融石英）中引起的光学击穿中场和等离子体的时空演化，这种不稳定性导致击穿等离子体参数在激光偏振方向上的深度小尺度周期调制.在所使用的模型的框架中，计算的光学电场与津贴的影响，其长尺度的结构（占在给定的射线管近似，相位和群延迟，和背反射的光束聚焦）和小尺度的一个（准静态增强等离子体共振区）。等离子体密度的演化由速率方程描述，该方程考虑了光电离、雪崩电离和双极扩散。在数值计算的基础上，我们描述了起源于聚焦区的击穿波的主要类型，并找到了这样一个激光脉冲强度范围，在该范围内，由很小的种子扰动引起的不稳定性导致形成对比度亚波长周期性结构，该结构包含许多具有超临界等离子体密度和增强的能量沉积的窄区。后者使我们能够考虑这种结构的基础上的nanograting形成实验观察到的熔融石英一系列重复的fs脉冲照射。
2019-01-09 physics.plasm-ph
Broadband wide-angle absorption enhancement due to mode conversion in cold unmagnetized plasmas with periodic density variations
本文从理论上研究了在具有周期性空间密度变化的冷、非磁化和分层等离子体中，p偏振电磁波到纵向等离子体振荡的模式转换和相应的共振吸收。我们考虑正弦密度配置，其中模式转换发生的频带很好地包括在一维等离子体光子晶体的传输带内。我们计算模式转换系数，它衡量的电磁波能量吸收到等离子体的分数，和磁场强度的空间分布的波的频率和入射角的不同值，使用模式转换的不变嵌入理论。我们发现，由于模式转换和光子能带结构之间的相互作用，吸收在很宽的频率和入射角范围内大大增强。增强的发生是因为对于传输频带内的频率，波反射被强烈抑制，并且波更深地穿透到非均匀区域中，从而增加了它们到达介电常数消失的许多谐振点的可能性。
2016-02-19 physics.plasm-ph
Interpretation of quasi-periodic frequency sweeping in electron cyclotron emission of nonequilibrium mirror-confined plasma sustained by high-power microwaves
在[Viktorov M. E.例如，EUR.物理快报，V.116，P.55001，2016]我们报告了在桌面镜磁阱中的强非平衡等离子体的电子回旋辐射中观察到的啁啾频率模式。这些图案被定性地解释为所谓的“孔和团块”机制在如此高的频率（1-10 GHz）下起作用的第一个实验证据。在本文中，我们证明了这一说法更严格的基础上，考虑到非线性相空间结构的形成，在附近的波粒共振的Berk-Breizman理论的框架内采用的动力学不稳定的镜像约束等离子体。
2019-06-07 physics.plasm-ph
Steady state, core, operational optimization of an ARC-like tokamak via plasma composition and shape
MIT Plasma Science and Fusion Center（麻省理工学院等离子体科学与聚变中心）；Oak Ridge National Lab（橡树岭国家实验室）；Commonwealth Fusion Systems（联邦聚变系统）
本研究采用贝叶斯优化方法，对类ARC托卡马克的等离子体成分与形状等参数进行稳态运行优化，提升了聚变功率与功率密度，该方法可推广至其他托卡马克。
2026-08-12 physics.plasm-ph
Charge fluctuations for particles on a surface exposed to plasma
我们开发了一个随机模型的电荷波动的微观尘埃粒子上的表面暴露于等离子体。我们发现，在稳定状态下，波动正态分布的标准偏差是成比例的$CT_{e})^{1/2}$，其中$C$是粒子表面电容和$T_{e}$是等离子体电子温度。初始不带电的粒子系综达到稳态分布的时间与$CT_{e}$成正比。
2011-02-09 physics.plasm-ph physics.space-ph
Kappa distribution from particle correlations in non-equilibrium, steady-state plasmas
本研究仅基于测试粒子与环境动能的依赖关系，从非平衡稳态理论推导出等离子体速度的Kappa分布，无需温度相关假设，拓宽了其应用范围，还提出用超统计逆温度特征描述更简便。
2023-11-27 cond-mat.stat-mech physics.plasm-ph
Wave Propagation in Periodic Plasma Media: A Semiclassical Approach
本文采用半经典波包近似研究非磁化周期等离子体中的电磁波传播，揭示运动方程中的 Berry 效应及其偏振旋转与 Hall 效应表现，并推广至非均匀等离子体。
2024-02-26 cond-mat.soft physics.plasm-ph
Structures and Diffusion of Two Dimensional Dusty Plasmas on One Dimensional Periodic Substrates
使用数值模拟，我们研究的结构和扩散的二维尘埃等离子体（2DDP）中存在的一维周期性基板（1DPS）作为增加基板强度的函数。计算了垂直于基片调制方向的双关联函数和尘埃粒子的均方位移。结果表明，由于采用了1DPS，2DDP的结构和动力学都表现出很强的各向异性效应。随着衬底强度从0开始增加，尘埃等离子体沿1DPS各势阱的结构有序度先增加，可能是由于粒子间相互作用和粒子-衬底相互作用的竞争，然后逐渐降低，这可能是由于维数降低和涨落增强.沿着1DPS势阱的MSD清楚地显示了我们研究的2DDP中的三个扩散过程。在初始弹道运动和最终扩散运动之间，存在中间亚扩散，这可能是由于衬底引起的笼化动力学畸变。
2018-10-11 physics.plasm-ph
Kinetic Theory of Transport Driven Current in Centrally fuelled Plasmas
当稳态圆柱形等离子体放电是中心燃料，碰撞的径向电子通量是正则耦合到轴向电流。这种输运驱动电流的识别和分析，以前报道的无碰撞模拟[W。Nunan和J.M. Dawson，Phys. Rev. Lett. $\mathbf{73}$，1628（1994）]，解析地解决，并扩展到碰撞制度的第一原理动力学模型。无碰撞径向输运用标准准线性模型描述，碰撞速度各向异性弛豫用朗道动力学方程描述。当考虑捕获粒子修正时，该动力学模型的解给出了中心燃料稳态托卡马克中输运驱动电流随热核功率和放电参数变化的解析表达式。对于ITER类型的放电，与中央燃料，电流约为1兆安培的预测，由第一原理分析动力学模型。
2018-03-22 physics.plasm-ph
Axisymmetric equilibria with central current reversal caused by non-parallel plasma flow
我们得到的广义梯度Shafranov方程描述的稳态与不可压缩的等离子体流的任意方向，环形电流反转和嵌套或非嵌套的磁表面的解析解。事实证明，不平行于磁场的流速分量可以导致具有中心电流反转的正常平衡，即具有嵌套的磁性表面和单调变化的压力分布的平衡。
2017-04-17 physics.plasm-ph
High-voltage nanosecond pulses in a low-pressure radiofrequency discharge
实验研究了高压（3-17kV）20ns脉冲对弱电离低压（0.1~10Pa）容性耦合射频（RF）氩等离子体的影响。脉冲后等离子体演化呈现出两种特征区域：亮闪光，发生在脉冲后100 ns内（当放电发射比稳态水平增加2 - 3个数量级时），和暗阶段，持续几百μ s（当放电发射的强度显著下降到稳态水平以下时）。电子密度在闪光期间增加，并且在暗阶段保持非常大。1D3V粒子模拟定性地再现了这两种机制，并允许详细分析潜在的机制。据发现，高电压纳秒脉冲是能够去除的等离子体电子的放电间隙的显着部分，和闪光是气体原子的激发的结果，由残留的电子在不动的散装离子的电场加速触发。由于真空紫外辐射从电极的二次发射起着重要的作用，在这个阶段。在闪光期间产生的高密度等离子体提供对RF场的有效屏蔽（其维持稳态等离子体）。这导致电子冷却，因此，暗相的开始。
2013-02-26 physics.plasm-ph
Conductor-Insulator Crossover in the Steady-State Ultracold Plasmas
Lomonosov Moscow State University（莫斯科国立大学）；Sternberg Astronomical Institute（斯滕伯格天文研究所）；Space Research Institute of Russian Academy of Sciences（俄罗斯科学院空间研究所）；South Ural State University（南乌拉尔国立大学）；South Ural State Humanitarian Pedagogical University（南乌拉尔国立人文师范大学）
本文提出了一种理论模型，研究超冷瑞利德气体-等离子体混合物中离子化-再结合平衡，揭示粒子密度增加时导体-绝缘体相变与物质相变中的莫特相变相似。
2026-07-21 physics.atom-ph physics.plasm-ph
Effect of a sub and supra-threshold periodic forcing an excitable glow discharge plasma near its bifurcation point
本文研究了周期强制可激发辉光放电等离子体的非线性动力学。实验是在辉光放电等离子体中进行的，在合适的放电电压和气压下实现了激发性。等离子体首先被一个亚阈值周期信号扰动，我们得到了小的亚阈值振荡。当扰动的频率在等离子体的特征频率附近时，这些振荡表现出共振，因此可以用于估计可激发系统的特性。另一方面，当微扰超过阈值时，系统出现频率漂移。当扰动频率大于系统的特征频率时，得到了系统的谐波频率谱;当扰动频率小于系统的特征频率时，系统只表现出可激行为。
2010-03-14 nlin.CD physics.plasm-ph
Simulation of plasmaspheric plume impact on dayside magnetic reconnection
在强磁活动期间，冷致密等离子体从plasmaspheric通常形成一个羽状延伸向向阳面磁层顶，最终到达it.In这项工作中，我们提出了一个大规模的二维完全动力学粒子在细胞模拟的重连磁层顶击中一个传播plasmaspheric羽。模拟的设计，使它经历了四个不同的阶段：初始非定常状态，稳定状态之前，羽流到达磁层顶，羽流相互作用和稳定状态，一旦羽流被很好地吞没在重连网站。我们显示的磁层顶的动态的演变受到修改的流入等离子体。我们的主要结果是，等离子体温度（羽流中的冷质子）的变化对磁重联率没有影响，平均而言，磁重联率仅取决于撞击前、撞击期间和撞击后流入的磁场和总离子密度。
2020-02-06 physics.plasm-ph physics.space-ph
Plasma wakefield dynamics of self-generated electron bunch trains
Weizmann Institute of Science（魏茨曼科学研究所）
本研究通过激光驱动尾场加速器中的下坡注入产生具有周期性能量间隔的准单能电子束团，利用尾场的相对论性延长和相空间旋转实现能量压缩，并通过粒子模拟揭示其形成与演化机制。
2026-06-04 physics.acc-ph physics.plasm-ph
Depinning dynamics of two-dimensional dusty plasmas on a one-dimensional periodic substrate
利用朗之万动力学模拟研究了一维周期衬底（1DPS）上二维尘埃等离子体（2DDP）的脱钉动力学。我们发现，对于一个特定的衬底强度范围内，随着外部驱动力从零开始增加，有三个不同的状态，这是钉扎，无序的塑性流动，和移动有序状态，分别。这三种状态使用不同的诊断，包括集体漂移速度，静态结构措施，粒子轨迹，均方位移，和动力学温度，清楚地观察到。我们比较观察到的脱钉动力学在这里与其他系统中的脱钉动力学。
2019-07-15 cond-mat.soft physics.plasm-ph
Long time behavior of Alfvén waves in a flowing plasma: mathematical analysis on the generation of the magnetic island
本文研究了有限通道中具有速度场$U_s=(u(y),0)$和磁场$H_s=(b(y),0)$的定常流动等离子体的线性化MHD方程组中磁岛的产生。
2018-09-23 math.AP physics.plasm-ph
Electron acceleration by coherent laser pulse echelons in periodic plasma structures
我们考虑了一种可能性，使用一个梯队的相互相干的激光脉冲产生的新兴的CAN（相干放大网络）技术的直接粒子加速周期性等离子体结构。等离子体结构仅在Single Shot中存活。然而，由于它的简单性和预计非常低的生产成本，该结构可以在每一个千赫重复率的激光发射中被替换。我们讨论共振和自由流配置。共振等离子体结构可以捕获较长激光脉冲的能量，但限于约10^{14}\{ \rm W/cm^{2}}的中等激光强度，并且对结构质量非常敏感。自由流配置可以在高于10^{18}\，{ \rm W/cm^{2}}的激光强度下存活数十飞秒，使得远高于{ \rm TeV/m}的持续加速速率是可行的。在我们的完全电磁相对论粒子在细胞（PIC）模拟中，我们显示了一个测试电子聚束增益高达120\，{ \rm GeV}的距离为5.3\，{ \rm cm}。
2013-06-27 physics.acc-ph physics.plasm-ph
Rate of steady-state reconnection in an incompressible plasma
在不可压缩等离子体中二维对称重联的最简单的情况下，得到的重联率。在简短的说明（Erkaev等人，物理学评论快报，84，1455（2000）），通过匹配外Petschek解和内扩散区解来找到重连率。在这里的扩散区的数值模拟的细节和渐近过程，用于推导重联率进行了说明。重连率作为扩散区长度的递减函数而获得。对于一个足够大的扩散区域尺度，重联率变得接近的斯威特-帕克解决方案中获得的反平方根依赖于磁雷诺数，确定为全球规模的电流片。另一方面，对于一个小的扩散区的长度尺度，重联率原来是非常相似的Petschek模型中获得的对数依赖于磁雷诺数。这意味着，Petschek制度似乎是可能的，只有在一个强烈的本地化的导电性对应于一个小规模的扩散区的情况下。
2001-11-26 physics.geo-ph physics.plasm-ph physics.space-ph
Solitary and Periodic Waves in Collisionless Plasmas: The Adlam-Allen Model Revisited
我们考虑的Adlam-Allen（AA）系统的偏微分方程，可以说，是第一个模型，介绍了在无碰撞等离子体中传播的流体动力学扰动的背景下，描述孤立波。在这里，我们通过实施动力系统方法来识别模型的孤立波。后者表明，该模型也具有周期波的解决方案-减少到孤立波的无限周期的限制情况下-以及合理的解决方案，在这里获得。此外，采用长波近似通过相关的多尺度展开方法，我们建立了渐近约化的AA系统的Korteweg-de Vries方程。这样的减少，不仅是上述孤波动力学的另一个理由，但也可能提供其他可能的等离子体波的出现额外的见解。直接数值模拟的研究多孤立波和它们的成对相互作用。孤立波的稳定性进行了讨论的潜在相关的标准，而空间周期波解决方案的鲁棒性触及我们的数值实验。
2020-06-24 nlin.PS physics.plasm-ph
Understanding Plasma Turbulence Through Exact Coherent Structures
本文提出利用周期轨道理论分析等离子体湍流，通过数值优化提取相干结构，揭示混沌运动中的秩序，为预测和控制聚变输运提供新方法。
2025-05-25 nlin.CD physics.plasm-ph
Steady mirror structures in a plasma with pressure anisotropy
在第一部分中，我们提出了一个回顾我们的结果有关的弱非线性制度的镜像不稳定性的框架下的渐近模型。该模型属于梯度型系统，其自由能只能随时间减少。它揭示了一个典型的亚临界分岔行为：低于镜像不稳定性阈值，所有的本地化的静态结构是不稳定的，而阈值以上，系统显示爆破行为。结果表明，考虑到电子（非零温度）不会改变渐近模型的结构。对于电子和离子的双麦克斯韦分布函数，该模型预测了磁洞的形成。第二部分包含了关于二维稳定的镜面结构，可以形成在饱和制度的原始结果。基于Grad-Shafranov方程组，证明了回旋等离子体服从变分原理，其自由能量密度由平行张力给出，其中静态区域的压力仅为局部磁场振幅的函数.这种方法被用来证明，小振幅静态孔构造略低于镜不稳定性阈值识别KPII方程的块孤子，并变成不稳定的。它还表明，正则化的影响，如有限的拉莫尔半径修正不能忽略在大振幅镜结构的描述。利用基于各向异性磁流体变分原理并考虑离子有限Larmor半径效应的梯度法，我们发现当横向于平面的磁场分量增加时，磁流体既有一维条纹状磁结构，也有二维气泡状磁结构。这些结构实现了自由能的最小化。
2015-01-30 nlin.PS physics.plasm-ph
Phonon spectra of two-dimensional liquid dusty plasmas on a one-dimensional periodic substrate
利用数值模拟方法研究了一维周期基底上二维液体尘埃等离子体的声子谱。由于尘埃粒子被衬底最小值限制，所以穿过衬底的势阱的波的传播被抑制。如果衬底阱窄或深，则在每个极小值中形成一维粒子链，并且单个链的纵向运动支配波沿着衬底的势阱的传播。增加基底最小值的宽度或减小基底最小值的深度允许颗粒屈曲成锯齿形结构，并且由此产生的光谱形成两个分支，一个用于晃动运动，一个用于呼吸运动。相邻尘埃粒子之间的排斥力产生小波数的晃动波的向后传播。
2018-09-24 cond-mat.soft physics.plasm-ph
Femtosecond laser produced periodic plasma in a colloidal crystal probed by XFEL radiation
随着短脉冲强激光光源的迅速发展，对极端辐照条件下物质的研究进入了更深的领域。此外，X射线自由电子激光（XFEL）的应用，提供强烈的飞秒X射线脉冲，允许调查样品演变的红外泵浦X射线探测实验具有前所未有的时间分辨率。在这里，我们提出了详细的研究周期性等离子体产生的胶体晶体。实验数据和理论模型都表明，样品中的周期性在很大程度上保留了胶体晶体内部的极端激发和冲击波传播。这一特点使探测激发晶体，使用强大的布拉格峰分析，在传统的研究，从大规模的样品，其中布拉格衍射技术探测是不可能的。激发胶体晶体的X射线衍射测量，然后可能会导致更好地了解物质的相变在极端的照射条件下。
2019-11-09 cond-mat.soft physics.plasm-ph
WEST operation with real time feed back control based on wall component temperature toward machine protection in a steady state tungsten environment
WEST托卡马克在C4实验期间使用了壁面实时监测系统（WMS）。WMS使用来自红外观察系统的6个视场的壁表面温度。它从选定区域提取原始数字数据，使用校准将其转换为温度，并将其写入等离子体控制系统（PCS）使用的共享存储器网络。PCS反馈到致动器，即来自低混合和离子回旋共振射频（RF）加热系统的5个天线的注入功率。WMS在C4期间激活反馈控制63次，占等离子体放电的14%。它的激活主要是由于上部偏滤器管道的直接射频损耗。反馈控制在97%的事件期间将壁温保持在操作包络内，同时使等离子体放电持续。假阳性率为0.2%。WMS通过管理关键墙体组件的技术风险，大大促进了C4期间高功率运行的运行路径。
2021-01-06 eess.SP physics.plasm-ph
Oscillation-like diffusion of two-dimensional liquid dusty plasmas on one-dimensional periodic substrates with varied widths
通过朗之万模拟发现，二维液态尘埃等离子体在一维周期基底上的长时间扩散随基底宽度呈先增后减再增的类振荡变化，源于势阱内粒子形成稳定锯齿排列抑制扩散。
2020-01-10 cond-mat.soft physics.plasm-ph
Internal surface plasmon excitation as the root cause of laser-induced periodic plasma structure and self-organized nanograting formation in the volume of transparent dielectric
考虑到小尺度电离场不稳定性的可能性，对聚焦飞秒激光脉冲在透明介质（熔融石英）中产生的光学放电的动力学进行了计算机模拟。采用Maxwell Garnett公式建立了纳米分散非均匀介质模型，考虑了熔融石英中微小杂质的存在。计算的结果使得有可能揭示以前未知的物理机制，该机制确定了在每个单个击穿脉冲中形成的有序等离子体场结构的周期性，并且是暴露于一系列重复脉冲的介电材料中的有序体积纳米光栅形成的根本原因。在这一机制中，有两个要点具有决定性意义：（i）在与入射激光脉冲反向传播的击穿波前处形成薄的超临界等离子体层，以及（ii）在该波前处激发“内表面等离子体激元”，导致等离子体中随机种子扰动的相应空间谐波的快速放大以及周期等于表面等离子体激元的波长（电介质中波长的0.7）。
2020-06-26 physics.optics physics.plasm-ph
On the Rates of Steady, Quasi-steady and Impulsive Magnetic Reconnection
磁重联（MR）被认为是天体物理等离子体中粒子碰撞的主要来源。在过去，MR的分析通常假设静磁条件，即$\partial_t = 0$。我们表明，在Sweet-Parker-Petschek框架下，稳态是一个过度约束，是无法实现的。另一方面，定义为$\partial_t \mathbf{E} = 0$而不是$\partial_t \mathbf{B} \neq 0$或等价地$\partial_t\mathbf{j}\neq 0$的准稳态更好地描述了无湍流的MR的渐近行为。准稳态磁流变的磁流变率的上限是$\sim 1/3\sqrt{3} \sim 0.19$。该限值不适用于脉冲或湍流MR，其中包括$\partial_t\mathbf{B} \neq 0$和$\partial_t\mathbf{E} \neq 0$。在脉冲MR中，根据湍流的状态，速率可以高于或低于0.19。我们的结果可以解释太阳耀斑MR率观测的明显差异。该分析与质量比无关，因此结果适用于对等离子体。
2018-08-07 astro-ph.EP astro-ph.HE astro-ph.SR
Laboratory Plasma Dynamos, Astrophysical Dynamos, and Magnetic Helicity Evolution
“发电机”一词对实验室聚变等离子体和天体物理等离子体社区来说意味着不同的东西。为了减轻由此产生的混乱，并促进跨学科的进展，我们查明实验室等离子发电机和天体物理发电机之间的概念差异和相似之处。我们可以把发电机分为三种类型：1.磁主导的螺旋发电机，其维持大规模磁场抵抗电阻衰减，并将磁几何形状驱动到最低能量状态，2.流动驱动的螺旋发电机，其在另外的湍流中放大或维持大尺度磁场，以及3.流动驱动的非螺旋发电机，其在驱动湍流或低于驱动湍流的尺度上放大场。我们讨论如何所有三种类型发生在天体物理学，而等离子约束装置发电机是第一种类型。3型发电机不需要任何形式的磁性或动力学螺旋度。专注于类型1和2发电机，我们展示了如何不同的限制，一套统一的磁螺旋度演化方程揭示这两种类型。我们明确地描述了一个1型发电机的稳态例子，和三个2型发电机的例子：（i）封闭的体积和时间依赖;（ii）开放边界的稳态;（iii）开放边界的时间依赖。
2006-04-10 astro-ph physics.plasm-ph
Leaking Outside the Box: Kinetic Turbulence with Cosmic-Ray Escape
本研究通过三维粒子网格模拟，在考虑宇宙射线逃逸的强湍流对等离子体中，实现了稳态非热粒子加速，能量达希拉斯极限，并发现高磁化强度下逃逸宇宙射线占耗散能量过半。
2025-07-09 astro-ph.HE physics.plasm-ph
Evolution of shear-induced melting in dusty plasma
实验研究了二维尘埃等离子体悬浮体中熔化的时空发展。从一个有序的晶格开始，然后突然施加局部剪切，形成一对反向传播的流动区域。在达到稳定状态之前观察到两个熔化阶段之间的过渡。熔化以横向声速传播的前沿传播。出乎意料的是，相干纵波被激发在流动区域。
2010-04-05 cond-mat.soft physics.plasm-ph
Oscillatory Reconnection of a 2D X-point in a hot coronal plasma
振荡重联（一种连接性周期性变化的弛豫机制）被认为是太阳大气中几种周期性现象的潜在物理机制，包括但不限于准周期性脉动（QPP）。然而，尽管它很重要，但从未在炽热的日冕等离子体中研究过这种机制。我们研究振荡重联在一个百万开尔文等离子体通过求解完全压缩，电阻MHD方程的二维磁X-点在日冕条件下使用PLUTO代码。我们报告所产生的振荡重联，包括其周期性和衰减率。我们观察到一个更复杂的振荡曲线的电流密度相比，发现一个冷等离子体，由于模式转换在均分层。我们还考虑，第一次，增加各向异性热传导的振荡重联机制的效果，我们发现这简化了振荡曲线的频谱，并增加了衰减率。重要的是，热传导的增加并不能阻止振荡重联机制的显现。最后，我们揭示了平衡磁场强度，衰减率和振荡重联，这打开了诱人的可能性，利用振荡重联作为地震学工具之间的关系。
2021-12-10 astro-ph.SR physics.plasm-ph
Hamiltonian Structure and Nonlinear Stability of Steady Solutions of the Generalized Hasegawa-Mima Equation for Drift Wave Turbulence in Curved Magnetic Fields
本文研究广义Hasegawa-Mima方程的非正则Hamiltonian结构，利用能量-Casimir准则给出稳态解非线性稳定性条件，并应用于偶极磁场中稳定环形带状流的存在性推断。
2023-05-26 math-ph math.MP physics.plasm-ph
A 3D Kinetic Distribution that Yields Observed Plasma Density in the Inner Van Allen Belt
本研究提出一种无碰撞磁化等离子体稳态分布模型，通过洛伦兹力方程追踪粒子并去除损失锥粒子，调整能量与磁矩依赖关系，成功复现内范艾伦带观测等离子体密度剖面。
2023-10-12 astro-ph.EP astro-ph.HE physics.comp-ph
