Laser propagation in a highly magnetized over-dense plasma
从基本方程出发，研究了右旋圆偏振激光在高磁化过密碰撞等离子体中的传输。密度为10^23 cm^-3的高度磁化等离子体在一纳秒内被中等辐照度约为10^14 Wcm^-2的Nd：YAG激光从100 eV有效地加热到1 keV，加热深度约为20 μ m。
2020-10-11 physics.plasm-ph
Electron-Acoustic Solitons in Magnetized Collisional Nonthermal Plasmas
采用流体动力学方法研究了由惯性冷电子、无惯性κ分布热电子和静态离子组成的磁化碰撞超热等离子体中斜传播耗散电声孤波的性质.利用约化摄动方法，得到了控制OPdEASWS非线性特性的非线性Schamel方程。Schamel方程的孤立波解被用来研究小，但有限振幅OPdEASW在这样的磁化碰撞超热等离子体的基本特征。基本特征（宽度、振幅、速度等）的OPdEASW的被发现的不同的等离子体配置参数，如超热指数，结晶角，碰撞参数，捕获参数，和外部磁场的修改。静电干扰的性质，其可以在不同的现实空间和实验室等离子体系统中传播（例如，在土星环），简要讨论。
2020-06-02 physics.plasm-ph
Spin solitons in magnetized pair plasmas
考虑到磁等离子体中电子和正电子的自旋性质，导出了一组流体方程。研究了双等离子体的磁流体动力学极限。结果表明，在强磁化等离子体中，电子和正电子的微观自旋性质可以导致有趣的宏观和集体效应。特别是，它被发现，新的Alfvenic孤波结构，由修改后的Korteweg-de Vries方程，允许在这样的等离子体。如果忽略量子自旋效应，这些孤立子结构消失。我们的结果应该是相关的天体物理等离子体，例如在脉冲星磁层。
2007-11-09 astro-ph physics.plasm-ph
Arbitrary amplitude ion acoustic solitary structures in a collisionless magnetized plasma consisting of nonthermal and isothermal electrons
利用Sagdeev赝势方法研究了在均匀静态磁场中由绝热热离子、等温冷电子和非热电子组成的无碰撞磁化等离子体中的任意振幅离子声孤子、双电层和超孤子.我们已经使用的相图的动力学系统描述的非线性行为的离子声波，以确认存在不同的孤立结构。通过只考虑$θ$的变化，我们还研究了不同孤立子结构的转变：孤立子（双层形成前）$\rightarrow$双层$\rightarrow$超孤立子$\rightarrow$孤立子（双层形成后），其中$θ$是外部均匀静态磁场的方向与波的传播方向之间的夹角。
2019-12-26 physics.plasm-ph
Nucleus-acoustic solitons in self-gravitating magnetized quantum plasmas
研究了在外加磁场作用下，由非简并轻（重）核和非/超相对论简并电子组成的超致密自引力磁化量子等离子体（SDSGMQP）系统中核声孤波的基本性质.用约化摄动法导出了KdV方程。NA SW形成有负（正）静电（自引力）势。还观察到，非/超相对论简并电子压力的影响，以及外部磁场的非线性显著改变了NA SW的基本性质（例如，幅度，宽度和速度）。我们目前的分析结果可以很有帮助地解释在天体物理致密天体，特别是中子星，这是简要讨论的NASW的形成背后的物理。
2017-10-07 physics.plasm-ph
Oblique propagation of arbitrary amplitude electron acoustic solitary waves in magnetized kappa-distributed plasmas
本文研究了磁化等离子体中大振幅电子声波的线性和非线性性质。热电子被假定为在一个非麦克斯韦状态，其特征在于过量的超热粒子，在这里模拟的卡帕型长尾分布函数。波被假定为斜向传播到周围的磁场。两种类型的静电模式存在于线性政权，并简要分析了它们的属性。非线性赝势型分析揭示了大振幅静电孤波的存在，并允许调查其传播特性和存在域，在孤子速度（马赫数）。研究了等离子体的关键结构参数，即超热指数和冷电子密度对孤子特性和孤子存在域的影响。讨论了磁场强度和磁场的作用。
2012-06-29 nlin.PS physics.plasm-ph
Second Harmonic Generation Through Backward Raman Scattering in Magnetized Plasmas Driven by Circularly Polarized Intense Lasers
Alzahra University（阿尔扎哈拉大学）；University of Tehran（德黑兰大学）
研究通过反向拉曼散射在磁化等离子体中产生二次谐波的非线性级联过程，揭示了激光偏振方向与磁场方向的相对手性对等离子体行为的影响，以及环形共振强度对谐波生成的调控作用。
2026-04-28 physics.comp-ph physics.optics physics.plasm-ph
Harmonic generation in magnetized plasma for Electromagnetic wave propagating parallel to external magnetic field
本文利用PIC模拟研究磁化等离子体中平行于外磁场传播的电磁波谐波产生，发现线偏振入射波可激发奇次RCP和LCP谐波，且在电子回旋频率处最强，为产生高频圆偏振电磁波提供了理论依据。
2023-02-22 physics.plasm-ph
Electromagnetic Solitons in Degenerate Relativistic Electron-Positron Plasma
利用相对论流体力学方程和麦克斯韦方程组研究了完全简并的正负电子等离子体中类孤子电磁分布的存在性。对于圆极化波，我们发现在相对论和非相对论简并等离子体中都存在孤子解。孤子脉冲局域化区域的等离子体密度显著降低。等离子体空化的可能性也被示出。
2015-04-13 physics.plasm-ph
Dust-acoustic solitary waves in a magnetized dusty plasma with nonthermal electrons and trapped ions
研究了静电尘埃声波在由带负电荷的可动尘埃、非热快电子和涡旋分布的俘获离子组成的磁化尘埃等离子体中的非线性传播。利用约化微扰技术，导出了磁化尘埃等离子体中小振幅孤立波的类KdV方程.研究发现，由于尘埃热压力的影响，非热参数$β~(>1)$存在一个临界值$(β_c)$，低于该值时DA孤波停止传播。得到了KdV型方程的孤子解（行波解），并证明其为稀疏型。数值分析了孤子的特性随系统参数的变化。当尘埃回旋频率小于尘埃等离子体频率的十分之一时，静态磁场（仅改变孤子宽度）的影响变得显著。当自由离子温度与俘获离子温度之比$(σ)$为正（负）时，孤子的振幅增大（减小）。通过数值计算，讨论了传播参数$(l_z)$和$σ$对DA孤子动力学特性的影响，发现孤子结构在相当长的时间内可以抵抗扰动和湍流.这些结果对于理解DA孤波在实验室和空间等离子体（例如，地球磁层、极光区、日光层环境等）。
2014-07-23 physics.plasm-ph
Accelerating self-modulated nonlinear waves in weakly and strongly magnetized relativistic plasmas
本文将描述相对论电子-正电子等离子体中圆极化波自调制的非线性薛定谔方程转化为修改的第二Painlevé方程，获得了依赖于磁化强度的加速传播波解，该解允许波逆转传播方向，不同于恒速孤子解。
2023-09-12 physics.plasm-ph
Relativistically Magnetized Collisionless Shocks in Pair Plasma: I. Solitons, Chaos, and Thermalization
本文提出相对论性磁化无碰撞激波的新理论模型，揭示其耗散源于准周期孤子结构中轨道混沌而非集体等离子体作用，并恢复Rankine-Hugoniot条件、推导熵产生率与热化过程。
2025-05-06 astro-ph.HE nlin.CD physics.plasm-ph
Wake field generation and nonlinear evolution in a magnetized electron-positron-ion plasma
研究了强磁化电子-正电子-离子等离子体中圆极化电磁波的非线性传播。推导了高频CPEM波与低频静电尾流场相互作用的耦合方程。据发现，产生的尾场依赖于离子物种的存在。尾流场的产生又导致电磁脉冲的减速和频率下转换。
2008-05-12 astro-ph 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
Damped dust-ion-acoustic solitons in collisional magnetized nonthermal plasmas
研究了一个多粒子磁化碰撞非热等离子体系统中的耗散尘埃-离子-声（DIA）孤子模\textbf{theoretically and parametrically}的特性。该系统中包含惯性离子、服从非热$κ-$分布的非惯性电子和不动尘埃粒子。静电孤波模与低频耗散尘埃离子声孤波（DIASW）有关。考虑了离子与中性粒子的碰撞效应，研究了离子与中性粒子碰撞效应对耗散型DIASW动力学的影响。空间和实验室中的等离子体介质大多远离热平衡，粒子分布更符合$κ-$非热分布，而非热麦克斯韦分布。采用约化摄动方法导出阻尼KdV（dKdV）方程，并利用切双曲方法导出dKdV方程的孤波解，分析其基本特征（振幅、宽度、速度、时间演化等）.分散的潜水员的传播性质，也耗散DIASW的基本特征被认为是影响显着由于等离子体配置参数的变化，也由于在所考虑的等离子体系统中的超热指数$κ$的变化。这项研究的结果的含义可能是有用的，更好地了解静电本地化的扰动，在离子长度和时间尺度，在空间和实验尘埃等离子体，其中存在的过量高能电子和离子中性碰撞阻尼是负责。
2021-07-23 physics.plasm-ph
Plasma Concept for Generating Circularly Polarized Electromagnetic Waves with Relativistic Amplitude
圆极化电磁波在磁化等离子体中的传播特性由等离子体密度和磁场强度决定。这一特性可以用来设计一种独特的等离子体光子器件，用于强流短脉冲激光器。我们用数值模拟的方法证明了在外加磁场作用下的薄等离子体薄膜可以起到偏振片的作用，将线偏振激光分离成两个方向相反的CP波。这种等离子体光子器件具有产生强CP波的优点，即使具有相对论振幅。为了各种研究目的，强烈要求在实验室中产生高能量密度等离子体的强CP光。
2020-11-07 physics.optics physics.plasm-ph
Universal characteristics of ion-acoustic wave dynamics in magnetized plasmas with emphasis on Tsallis distribution
利用扩展的Poincaré-Lighthill-Kuo（PLK）约化微扰方法，结合相移变化，研究了不同无惯性粒子分布的磁化等离子体中离子声波的传播和迎头碰撞.例如，注意到孤子的振幅总是与磁场强度无关，而严格地取决于它与传播方向的夹角。这两种类型的孤子（压缩或稀疏）被证明存在的临界角$γ=π/2$或其他临界值取决于等离子体分数参数定义。这些临界等离子体参数值也定义了迎头碰撞相移的符号。此外，它证明了对于一组给定的等离子体参数，总是有一个相对的传播角度关于磁场的孤子宽度是最大的。目前的研究结果适用于广泛的磁化等离子体，包括那些含有背景尘埃成分或两个温度的惯性较小的粒子，并可用于研究实验室或天体物理磁等离子体。
2011-09-22 astro-ph.HE physics.plasm-ph
Magnetosonic solitons in a dusty plasma slab
研究了尘埃等离子体中磁声孤子的存在性。由此导出了暖尘埃磁等离子体的非线性磁流体动力学方程。给出了非线性方程组的一种解法。结果表明，由于灰尘的存在，静态结构是允许的。这与通常的磁等离子体中所谓的小激波形成了鲜明的对比。因此，相对少量的尘埃粒子可以大大改变磁化等离子体中非线性结构的行为。
2007-07-31 physics.plasm-ph
Particle-In-Cell observations of Brillouin scattering for laser interacting with magnetized overdense plasma
利用一维粒子模拟软件OSIRIS-4.0研究了激光电磁脉冲与过密磁化等离子体靶的相互作用。外部磁场被选择为沿着激光传播方向定向。这种几何形状支持右（R）和左（L）圆极化电磁波在等离子体中的传播。当激光脉冲的频率落在L波和/或R波的色散曲线的通带内时，允许激光脉冲在等离子体内部传播。选择所施加的外部磁场的强度作为参数，以确保激光频率位于适当的通带内。结果表明，对于入射激光的所有可能的偏振态，都发生了包括散射电磁波和静电模的参量过程。参量过程被认为是由于布里渊后向散射过程。
2022-03-23 physics.plasm-ph
Polarized light from the transportation of a matter-antimatter beam in a plasma
相对论性电子-正电子束通过磁化电子-离子等离子体时产生圆偏振和线偏振的同步辐射。圆极化和线极化的程度取决于对束与背景等离子体的密度比和初始磁化强度，并且发现对于细长对束，圆极化$\langle P_\textrm{circ}\rangle \approx 18\%$的程度最大。我们证明了在电子-离子等离子体中的非对称能量耗散与圆偏振辐射的产生有着内在的联系。这些结果有助于理解最近观测到的γ射线暴圆偏振辐射。
2018-12-17 astro-ph.HE physics.plasm-ph
Oblique propagation of dust ion-acoustic solitary waves in a magnetized dusty pair-ion plasma
本文研究了静电波在含有不动带电尘埃的磁化对离子等离子体中的传播特性。结果表明，斜传播（OP）的低频（与负离子回旋频率相比）长波长的“慢”和“快”模式可以传播，分别作为尘埃离子声波（DIA）和尘埃离子回旋（DIC）的波。这些模式的性质的影响进行了研究的传播$(θ)$，静磁场，正负离子的质量比$(m)$和温度$(T)$，以及灰尘负离子数密度比$(δ)$。使用标准的约化摄动技术，我们推导出一个Korteweg-de Vries（KdV）方程的小振幅OP DIA波的演变。结果表明，当$m$远低于其临界值$m_c~(\gg1)$时，KdV方程只允许稀疏孤子存在，而$m_c~(\gg1)$通常依赖于$T$和$δ$ .结果表明，KdV方程的非线性系数在$m=m_c$处为零，即，的等离子体与更重的负离子，和DIA波的演变，然后描述了一个修改的KdV（mKdV）方程。后者被证明只有压缩孤子解。利用上述系统参数研究了KdV和mKdV孤子的性质，并简要讨论了我们的结果在实验室和空间等离子体中的应用。
2014-06-19 physics.plasm-ph
A new (2+1) dimensional integrable evolution equation for an ion acoustic wave in a magnetized plasma
本文导出了一个新的、完全可积的二维离子声波在磁化无碰撞等离子体中传播的演化方程。该方程是弱横向传播调制波包的多维推广，它与非线性薛定谔（NLS）方程相似，并通过约束关系与Kadomtsev-Petviashvili方程相联系。利用Hirota双线性化方法导出了该方程的高阶孤子解，并计算出具有二维结构的精确集总解。描述了证明该方程完全可积性质的一些数学性质。导出了利用非线性频率修正的调制不稳定性，并计算了相应的增长率，表明了系统的方向不对称性。这一新的（2 × 1）维可积NLS型磁化等离子体方程的发现将为该领域的研究开辟一个新的方向。
2018-06-12 nlin.PS nlin.SI physics.plasm-ph
Mode-Selective Laser Propagation and Absorption in Strongly Magnetized Inhomogeneous Plasma
Department of Physics, College of Science, Shantou University（汕头大学理学院物理系）；College of Engineering Physics, Shenzhen Technology University（深圳技术大学工程物理学院）
研究强磁场不均匀等离子体中偏振激光的传播与吸收特性，揭示了R波和L波在不同磁场条件下的吸收行为及能量沉积机制。
2026-03-10 physics.plasm-ph
Precursor magneto-sonic solitons in a plasma from a moving charged object
利用粒子模拟方法研究了在磁化等离子体中运动的带电物体所产生的尾流激发的性质。我们的研究建立了第一次存在的先驱磁声孤子的移动带电物体的前面。这些激励的性质和它们存在的条件被划定。我们也证实了较早的分子动力学和流体模拟的结果，在没有磁场的情况下获得的静电前体孤子。电磁前兆可能具有令人感兴趣的实际应用，例如解释在太阳风与地球和月球相互作用期间观察到的非线性结构，还可能作为在电离层中移动的带电空间碎片的有用跟踪特征。
2019-12-10 physics.plasm-ph
Observations of a Field-Aligned Ion/Ion-Beam Instability in a Magnetized Laboratory Plasma
超Alfvénic离子与平行于背景磁场的环境等离子体之间的无碰撞耦合由一组电磁离子/离子束不稳定性（包括共振右手不稳定性（RHI））介导。为了研究这种耦合及其在平行激波形成中的作用，加州大学洛杉矶分校的一种新的实验配置利用高能和高重复率激光在大型等离子体装置（LAPD）的环境等离子体中产生超阿尔夫维尼克场对准碎片等离子体。我们使用时间分辨荧光单色仪和朗缪尔探针阵列来表征激光等离子体的速度分布和密度。碎片离子被观察到足够的超Alfvénic和密度，以激发RHI。用磁通量探头进行的测量显示出与激光靶附近的RHI激发一致的右旋圆偏振频率啁啾。我们将测量结果与实验的2D混合模拟进行了比较。
2017-11-30 physics.plasm-ph
Stability of electromagnetic solitons]{Electromagnetic solitons and their stability in relativistic degenerate dense plasmas with two electron species
研究了在相对论简并稠密天体物理等离子体中，由于圆偏振强激光脉冲与低频电声微扰的非线性耦合而产生的电磁孤子的演化.得到了不同形式的定域定态解，并分析了它们的性质。利用Vakhitov-Kolokolov稳定性判据，研究了运动电磁孤子的存在性和稳定性条件。结果表明，由于相对论简并度、经典电子与简并电子的比例以及电磁波频率的影响，稳定区和不稳定区在孤子本征频率和孤子速度平面附近发生了移动.此外，虽然站立的孤子表现出稳定的配置文件为较长的时间，运动的孤子，然而，可以是稳定的或不稳定的电子简并度，孤子的本征频率和孤子的速度。后者的数值增大，最终导致孤子的坍缩。这些结果将有助于理解下一代激光-等离子体相互作用实验中强激光脉冲与退化稠密等离子体慢响应耦合过程中孤子的形成，以及来自致密天体的$x$射线和$γ$射线脉冲的新特征。
2022-10-18 physics.plasm-ph
Relativistically-strong electromagnetic waves in magnetized plasmas
Purdue University（普渡大学）
本文研究了在等离子体中沿磁场传播的相对论非线性电磁波的性质，探讨了超光速和次光速波的色散关系及非线性效应，揭示了次光速波在特定条件下无法传播的机制。
2026-04-14 astro-ph.HE physics.plasm-ph
Pushing the Frontiers of Light: Magnetized Plasma Lenses and Chirp Tailoring for Extreme Intensities
Indian Institute of Technology Delhi（印度理工学院德里分校）
本文提出了一种利用磁化等离子体响应实现右旋圆极化波折射率超过1的创新方案，通过PIC模拟展示磁化等离子体透镜可作为凸透镜，通过横向聚焦增强激光强度，并通过啁啾脉冲实现脉冲同时聚焦与压缩。
2025-10-06 physics.optics physics.plasm-ph
One-dimensional PIC Simulation of Induced Compton Scattering in Magnetized Electron-Positron Pair Plasma
Center for Gravitational Physics and Quantum Information, Yukawa Institute for Theoretical Physics, Kyoto University（京都大学汤川理论物理研究所引力物理与量子信息中心）；Department of Physics, Kyoto University（京都大学物理学系）；Graduate School of System Informatics, Kobe University（神户大学系统信息学研究）
该研究通过一维PIC模拟揭示了磁化电子-正子对等离子体中诱导康普顿散射的线性增长特性，为快速射电暴和激光-等离子体实验提供了理论基础。
2026-01-03 astro-ph.HE physics.plasm-ph
Interaction of upper hybrid waves with dust-ion-magnetoacoustic waves and stable two-dimensional solitons in dusty plasmas
本研究针对磁化尘埃等离子体中高杂波与DIMA波的相互作用，推导含标量和矢量非线性的二维方程组，得到不稳定性阈值与增长率，通过数值方法发现非单调剖面的二维稳定孤子，揭示非局域非线性对基态稳定性的作用。
2025-01-13 nlin.PS physics.plasm-ph
Solitary potentials in a three component space plasma
在动态重粒子和双kappa分布两种不同温度的电子存在下，研究了磁化、无碰撞、三分量空间等离子体系统中的重离子声孤立波（HIASW）。利用约化摄动法导出了Korteweg-de Vries（K-dV）、修正K-dV（mK-dV）和进一步的mK-dV（fmK-dV）方程。HIASW的基本特征（速度、振幅、宽度等）的等离子体物种的数量密度，具有两个不同的温度和磁场（的超热电子的影响显着修改。K-dV和fm-KdV孤立子同时具有压缩和稀疏结构，而mK-dV孤立子仅支持压缩结构。为了追踪临界重离子密度附近的情况，磁化KdV和磁化mKdV方程都不适合描述HIASW。因此，我们考虑了高阶非线性，通过推导fmK-dV方程来描述孤立子的分布。简要地讨论了我们的结果在某些空间和实验室等离子体情况下的意义。
2017-07-18 physics.plasm-ph
Maser and other instabilities in a weakly magnetized relativistic plasma: Theory and the astrophysical relevance of the maser
给出了具有各向同性粒子分布函数的弱磁化相对论等离子体中脉泽不稳定性的一个充分条件。从磁化等离子体的精确介电常数张量出发，计算了脉泽的生长速率和极化。对于非常弱的磁场，我们的结果证实了近似有效性的“标准脉泽理论”，这是基于爱因斯坦系数的方法，有一个显着的例外。对于倾斜传播和现实（小但有限）的领域，两个（近圆）极化的增长率显着不同，而标准理论预测两个（近圆）极化具有相似的增长率。我们表明，这种偏差是由于圆偏振同步辐射，这是忽略了标准理论。脉泽的增长速度比朗缪尔波慢。然而，在（高度简化的）直接数值模拟中可以看到EM波的显著产生。我们研究了脉泽不稳定性的非线性饱和，发现它提供了一个机制，等离子体能量的显着部分转换为无线电波。我们简要地讨论了条件下，微波激射不稳定性可能在天体物理源，并提供粗略的估计，可作为指导时，研究特定的天体物理源/现象。
2019-01-07 astro-ph.HE physics.plasm-ph
Arbitrary amplitude inertial Alfven waves in homogeneous magnetized electron-positron-ion plasmas
本文给出了理想电子-正电子-离子（e-p-i）等离子体中惯性或慢剪切阿尔芬波（SSAW）的非线性方程组。利用Sagdeev势方法，得到了多组分等离子体中任意振幅SSAW的解析解。为了说明问题，还给出了几种不同情况下的数值解。发现SSAW的电子密度凹陷形成于超阿尔文区。在电子-离子等离子体中，非线性剪切阿尔芬波的振幅和宽度随着正电子浓度的增加而减小。孤子的宽度还取决于在e-i和e-p-i等离子体中微扰的传播方向。
2004-09-03 physics.plasm-ph
Twisted terahertz radiation generation using Laguerre-Gaussian laser pulse propagating in axially magnetized plasma
本文研究圆偏振拉盖尔-高斯激光脉冲在轴向磁化均匀等离子体中产生扭曲太赫兹辐射的机制，通过解析微扰理论和三维PIC模拟发现两束相互垂直的线偏振太赫兹辐射叠加为单一光束，并比较了振幅结果。
2024-11-09 physics.comp-ph physics.flu-dyn physics.plasm-ph
Experimental observation of drift acoustic cnoidal waves in a magnetized plasma
Institute for Plasma Research, HBNI（等离子体研究所，HBNI）；Homi Bhabha National Institute（霍米·巴巴国立研究所）；Columbia Astrophysics Laboratory, Columbia University（哥伦比亚大学天体物理实验室，哥伦比亚大学）
研究在高离子-中性碰撞性磁化等离子体中观测到强背景密度梯度和显著ExB速度剪切下的非线性相干结构，发现漂移声波的高幅密度波动及周期锯齿状波形，通过cnoidal函数描述，为非线性演化和饱和提供新见解。
2026-04-21 physics.plasm-ph
Theory of the Jitter radiation in a magnetized plasma accompanying temperature gradient
利用等离子体动力学理论重新研究了伴随温度梯度的磁化等离子体的线性稳定性。将各向异性速度分布函数分解为两个分量。一个与平行于背景磁场的温度梯度成正比，另一个与垂直于背景磁场的温度梯度成正比。由于各向异性速度分布函数的幅值与热导率成正比，并且垂直于磁场的热导率大大降低，因此各向异性速度分布函数的第一分量占主导地位。沿背景磁场方向的温度梯度引起的各向异性速度分布函数驱动等离子体动力学不稳定性，激发出圆极化磁等离子体波。这种不稳定性与弱磁化等离子体中的韦伯不稳定性几乎相同。然而，取决于模式的波矢量是平行于还是反平行于背景磁场，生长速率由于背景磁场而被抑制或增强。在强磁化等离子体中，一个模式是稳定的，只有一个模式保持不稳定。首次推导了相对论电子在不稳定性驱动的等离子体波作用下穿过磁化等离子体时所发射的Jitter辐射谱公式。同步辐射和Jitter辐射是从同一个相对论电子中同时发射出来的，Jitter辐射是圆偏振的，但偏振度很小，因为不稳定性激发出的左右手圆偏振磁波数量几乎相同。
2016-01-29 astro-ph.HE physics.plasm-ph
Nonextensive Effect on the Lump Soliton Structures in Dusty Plasma
该研究利用Hirota双线性方法分析含非广延电子的磁化尘埃等离子体中KP方程的块状孤子结构，证实等离子体参数及非广延参数会显著影响块状孤子的特征。
2023-10-05 math-ph math.MP 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
Quantumlike description of the nonlinear and collective effects on relativistic electron beams in strongly magnetized plasmas
对强纵向磁场作用下相对论电子/正电子束在等离子体中的自相互作用进行了数值分析。在过密区等离子体尾流场论的范围内，横向束流-等离子体动力学由热波模型提供的长束流极限下的类量子Zakharov方程组描述。在束斑尺寸远大于等离子体波长的极限情况下，Zakharov系统被简化为二维Gross-Pitaevskii型方程，其中陷阱势阱是由于外部磁场。预言了涡旋、“束晕”和非线性相干态（2D孤子）。
2011-08-04 physics.acc-ph physics.plasm-ph
Chaos in the dynamics of electromagnetic solitons in relativistic degenerate plasmas
Visva-Bharati University（维斯瓦-婆罗蒂大学）
研究电磁孤子在相对论退化等离子体中的非线性相互作用，揭示退化参数对调制不稳定性的影响，并发现其可能引发时空混沌。
2026-02-27 nlin.CD physics.plasm-ph
The breather like penetration of the ultra-short linearly polarized laser into over-dense plasmas
在相对论透明区重新研究了相对论电磁穿透行为。相互作用的相对论流体动力学方程耦合的完整系统的麦克斯韦方程组，这是一个完全隐式的能量守恒的数值方案求解。首次研究了超短脉冲圆偏振和线偏振激光与过密等离子体相互作用的穿透行为。结果表明，超短脉冲圆偏振激光的穿透是通过类孤子行为进行的，这与已有的研究结果是一致的。然而，我们发现超短脉冲线偏振激光穿透了一个类似呼吸者的结构，并且在穿透的呼吸者结构和背景等离子体之间存在一个频率为$2ω_0$的能量跃迁机制.对这种能量交换机制作了定性解释。
2013-01-10 physics.plasm-ph
A Self-Consistent Model of Kinetic Alfven Solitons in Pulsar Wind Plasma: Linking Soliton Characteristics to Pulsar Observables
School of Computing and Artificial Intelligence, Southwest Jiaotong University（西南交通大学计算机科学与人工智能学院）；School of Physical Science and Technology, Southwest Jiaotong University（西南交通大学物理科学与技术学院）；Department of Physics, Guru Nanak Dev University（古鲁纳克德夫大学物理系）；Department of Physics, Government College for Women, Udhampur（乌德汉普尔女子政府学院物理系）
本文提出了一种自洽模型，用于描述脉冲星风中质量加载纤维中动能阿仑溶iton的形成和传播，通过研究溶iton特性与脉冲星观测参数之间的联系，揭示了非线性结构的物理尺度。
2026-06-04 physics.plasm-ph
Excitation of KdV Alfven solitons by a pulsed CO2 laser in plasma in the presence of an external magnetic field
激光与等离子体的相互作用导致了许多有趣的现象，包括激光能量吸收、模式转换、高能粒子产生等.本文利用二维粒子模拟（Particle-In- Cell，PIC）方法研究了等离子体中Korteweg-de Vries（KdV）Alfven孤子的激发.为此目的，脉冲$CO_2$（与$10 μm$的波长）激光垂直入射到过密等离子体靶上的传播被认为是在外部磁场的存在。选择外部磁场的大小，以便在激光频率下使电子磁化而使离子不磁化。这些孤子稳定地传播，并被观察到负责高能电子产生的背景未受干扰的电子的介质得到反射从其前面。它还表明，随后，横向调制出现在随时间增长的结构。随着最近在短脉冲$CO_2$激光器的开发以及在实验室中产生数十千特斯拉量级的磁场方面的技术进步，这些研究具有实际意义，并且有可能在不久的将来在实验室中复制。
2018-04-23 physics.plasm-ph
Reductive Perturbation Method in Magnetized Plasma and Role of Negative Ions
本文通过分析约化摄动法，指出磁化电子-离子等离子体中无法得到非线性离子声波孤立结构的原因，并证明引入负离子可使最大振幅满足小振幅条件，进而在Xe⁺-F⁻-e等离子体中形成稀疏孤子。
2023-11-30 physics.plasm-ph
Simultaneous polarization transformation and amplification of multi-petawatt laser pulses in magnetized plasmas
随着激光峰值功率的不断提高，高功率激光脉冲的产生和操纵由于其有限的损伤阈值而成为传统固态光学越来越大的挑战。因此，基于等离子体的光学元件，可以维持极高的领域吸引了越来越多的兴趣。本文提出了一种基于横向磁场作用下的磁光双折射效应的等离子体波片，它可以在极高的激光功率下工作。重要的是，这种波片可以同时改变偏振状态并提高峰值激光功率。数值计算表明，这种直径为厘米级的波片可以将峰值功率为5拍瓦的线偏振激光脉冲转换为峰值功率大于10拍瓦的圆偏振激光脉冲。偏振转换的能量转换效率约为$98\%$。所需的波片厚度与等离子体电子密度$n_e$和磁场$B_0$的平方成反比，对于$n_e=3\times 10^{20}$ cm、$^{-3}$和$B_0=100$ T，波片厚度约为1 cm。所提出的等离子体波片和其他基于等离子体的光学元件可以在有效利用多拍瓦激光系统中发挥关键作用。
2019-06-28 physics.ins-det physics.optics physics.plasm-ph
Quantum electrodynamical modes in pair plasmas
我们预言了偶等离子体中新的非线性电磁波模的存在。等离子体可以是非磁化的，或者浸没在外部磁场中。这些模式的存在依赖于强圆极化电磁波与等离子体的相互作用，其中考虑了非线性量子真空效应。这引起了物质和辐射之间的新耦合。我们专注于对等离子体，因为新的模式预计将存在于高能环境中，如脉冲星磁层和下一代激光等离子体系统。
2005-01-12 physics.plasm-ph
Evolution of dust ion acoustic soliton in the presence of superthermal electrons
尘埃等离子体中孤波的传播问题从90年代初开始引起物理学家的关注。超热粒子的存在似乎对这种波有很大的影响，因为它们表明非热系统的存在。已经观察到，超热粒子数能够改变等离子体波的性质。本文研究了超热电子布居数对尘埃离子声孤波的影响。等离子体被认为是非磁化的，由两种成分的超热电子（两种不同的温度）以及正离子和负尘埃粒子组成。一个主要部分的工作已经集中在考虑超热参数的影响的孤立结构的稳定性。此外，还将粉尘荷电量作为一个变量进行了详细的分析。该等离子体模型最适合于分析土星磁层，并可推广到任何具有超热粒子数的空间等离子体。
2019-04-08 physics.plasm-ph
Electrostatic wave interaction via asymmetric vector solitons as precursor to rogue wave formation in non-Maxwellian plasmas
通过多尺度微扰法推导出非麦克斯韦等离子体中的不对称耦合非线性薛定谔方程，揭示了调制不稳定性作为亮型包络激发和 freak waves 形成前兆的作用。
2024-03-21 nlin.PS physics.plasm-ph
Probing modified plasma waves in non-linear electrodynamics
本文研究了非线性电动力学中修正等离子体波的性质，通过冷磁化等离子体模型导出了修正的色散关系，并分析了低能量子电动力学和广义Born-Infeld模型中的传播效应及相对论大振幅影响。
2023-06-25 hep-th physics.plasm-ph
Powerful parametric instability of Alfven waves in astrophysical pair plasma
Purdue University（普渡大学）
研究高磁化双极等离子体中非线性阿芙尔波的强调制度稳定性，发现其在特定波数下产生快速模不稳定，通过两流体近似和PIC模拟验证了密度波动的生长及在磁星磁osphere中的应用。
2026-05-02 astro-ph.HE physics.plasm-ph
Relativistic solitary waves modulating long laser pulses in plasmas
本文讨论了在等离子体中传播的无限长圆极化电磁波中存在孤立的电磁波，孤立的电磁波被捕获在一个自生的朗缪尔波中。从数学观点看，它们是具有非零边界条件的一维相对论冷流体等离子体模型的精确解。在行波解具有速度$V$和矢势频率$ω$的假设下，将流体模型简化为一个Hamilton系统。孤立波是到不动点的同宿（灰孤子）或异宿（暗孤子）轨道。通过使用动力学系统描述的哈密顿系统和谱方法，我们确定了各种各样的孤立波，包括不对称的，讨论它们的消失为某些参数值，并将它们分类根据：（i）灰色或黑暗的字符，（ii）驼峰的矢量位包络的数量和（iii）它们的对称性。这些解在参数$V-ω$平面中以连续族形式出现，并延伸到接近光速的速度。某些类型的灰色孤立波的稳定性进行了研究，与援助的粒子在细胞模拟，证明他们的传播为几十个等离子体频率的倒数。
2011-01-05 physics.plasm-ph
Generation of intense cylindrical vector beams by Faraday effect in plasma
基于法拉第效应提出在等离子体中利用方位分布的轴向磁场，将强线/圆偏振高斯光束直接转化为圆柱矢量/涡旋光束，模拟显示转换效率良好，为操纵高功率激光和超强矢量光束研究提供了新自由度。
2023-07-01 physics.plasm-ph
Resonant interaction between gravitational waves, electromagnetic waves and plasma flows
在磁化等离子体中，引力波和电磁波可以相干地相互作用，并在它们之间以及与等离子体流交换能量。在波垂直或平行于等离子体背景磁场传播的情况下，我们导出了这些过程的波相互作用方程。在后一种情况下，电磁波被认为是任意振幅的圆偏振波。我们允许的背景漂移流的等离子体成分，这增加了可能的演变情况的数量。解析地求解了相互作用方程，找到了引力波和电磁波相互转换的特征时间尺度，特别指出了在漂移流存在时，存在爆炸性的不稳定性，从而产生引力波和电磁波。相反，我们表明，高能波可以相互作用，加速粒子，从而\emph{produce}漂移流。讨论了这些结果与天体物理学和宇宙学等离子体的相关性。
2003-08-27 astro-ph gr-qc physics.plasm-ph
Second harmonic generation by radially polarized laser beam propagating in homogeneous plasma
本文解析并通过 FBPIC 模拟验证径向偏振激光在均匀未磁化等离子体中的 SHG，揭示电流密度、失谐长度及近轴增强机制。
2025-09-01 physics.comp-ph physics.flu-dyn physics.plasm-ph
