Co-current rotation of the bulk ions due to the ion orbit loss at the edge of a tokamak plasma
通过计算俘获热离子和通过热离子的最小能量损失，计算了托卡马克等离子体边缘由于离子轨道损失而引起的通量面平均动量损失和体离子的平行旋转。体离子的通量表面平均平行旋转是在并流方向。在托卡马克等离子体的最边缘，由于同向热离子的轨道损失，同向旋转速度的峰值位于最后一个闭合通量面内。当离子温度增加时，峰化位置向内移动。
2014-04-04 physics.plasm-ph
Turbulent transport and heating of trace heavy ions in hot, magnetized plasmas
导出了低频磁化等离子体湍流中痕量重离子输运和加热的标度律，并与直接数值模拟进行了比较。湍流通量和加热对离子电荷和质量数的预测的依赖关系被发现同意与数值计算结果为固定和差分旋转等离子体。重离子动量输运被发现增加质量，重离子被发现优先加热，这意味着质量依赖的离子温度非常弱的碰撞等离子体和部分电离的重离子在强烈旋转的等离子体。
2012-07-21 physics.plasm-ph physics.space-ph
Visible emission spectroscopy of highly charged tungsten ions in LHD: I. Survey of new visible emission lines
我们在大螺旋装置的核心等离子体中发现了12条未知的可见发射谱线。观测是用我们自制的阶梯光栅光谱仪进行的，它覆盖了450-715 nm的波长范围，波长分辨率<0.05 nm，两条视线;一条线通过核心和边缘等离子体，另一条线只通过边缘等离子体。这些发射谱线归因于高度带电的钨离子，因为（1）它们仅在钨丸粒被注入等离子体之后被观察到，（2）它们仅从电子温度为1 keV的核心等离子体被观察到，（3）它们显示出与1 keV温度下钨离子的多普勒宽度接近的谱线展宽，以及（4）这些发射谱线中的一些的波长接近于对处于25-28电荷态的钨离子的计算结果。
2020-07-07 physics.atom-ph physics.plasm-ph
Dust surface potential for the dusty plasma with negative ions and with a three-parameter non-Maxwell velocity distribution
本文研究了含负离子的复杂尘埃等离子体的表面势，尘埃等离子体的速度分布为三参数非麦克斯韦速度分布。等离子体包含电子、正离子、负离子和带负电的尘埃粒子。利用电流平衡条件，导出了归一化尘埃表面电势与尘埃数密度、负离子与电子温度比、负离子与正离子密度比、负离子电荷数等尘埃等离子体参数之间的关系。数值分析表明，当尘埃表面势较小时，这种关系对非Maxwell分布中的三个参数有明显的依赖性，但随着尘埃表面势的增大，这种依赖性很快减弱。尘埃表面势为负，随尘埃密度的增加而单调增加，对于三参数非麦克斯韦分布的复杂尘埃等离子体，尘埃表面势一般大于卡帕分布和麦克斯韦分布的复杂尘埃等离子体中的尘埃表面势。
2021-01-07 physics.plasm-ph physics.space-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
Plasma-grains interaction mediated by streaming non-Maxwellian ions
采用粒子模拟方法，对稳态非麦克斯韦流离子的等离子体-晶粒相互作用进行了全面的参数研究。而不是考虑晶粒间的相互作用潜力是孤立的晶粒电位的线性和，我们将充分发展的数值进步粮食屏蔽包括非线性贡献等离子体和阴影效应。作用在晶粒上的力与晶粒间距离、离子的流动速度和捕获的离子密度（数量）的影响的特征在于在存在电荷交换碰撞的情况下针对非麦克斯韦离子。结果表明，非线性等离子体响应大大改变了等离子体-颗粒相互作用。与静止的等离子体的情况下，对于两个相同的晶粒分开的距离在流动离子的存在下，静电力既不是排斥所有的晶粒分离，也不等于由于一个孤立的晶粒的力。本文还讨论了线性响应形式主义在处理具有很大颗粒电荷的系统时的不足之处。最小的晶粒间分离的阴影效应的作用可以忽略不计的报告。
2019-05-15 physics.plasm-ph
The separation of ions and fluxes in nonlinear ion-acoustic waves
天然或实验室来源的多物种等离子体通常被认为是非线性离子声波的宿主。我们提出了由多个离子种群，电子和尘埃等离子体中的非线性离子声波引起的离子通量的计算。以下等离子体模型被认为是：一个电子-离子等离子体与冷离子，一个双离子等离子体与两种类型的温暖的带正电荷的离子，和尘埃双离子等离子体。结果表明，在电子-离子等离子体中，波致离子流与非线性离子声波的相速方向相反。在双离子等离子体中，离子声波有快波和慢波两种模式。在非线性快离子声波中，两种离子的通量被发现是共同指向的，并且逆着波漂移。在慢波中，离子的非线性通量指向相反的方向。这一结果证明了利用这些非线性波诱导的离子流来有效分离等离子体中的离子的可能性。在尘埃双离子等离子体中，慢离子声波的超非线性机制可以强化离子分离过程。
2021-07-20 physics.plasm-ph
Solitary Waves in Dusty Plasmas with Nonthermal Ions
研究了由惯性带电尘埃颗粒、玻耳兹曼电子和非热离子组成的非磁化尘埃等离子体中的尘埃声孤立波。赝势法和约化微扰法分别用于高、小振幅极限。孤波的存在的积极的，以及一个负的潜在的报告。
2006-07-12 physics.plasm-ph physics.space-ph
Reply to "Comment on Novel attractive forces between ions in quantum plasmas" [arXiv:1212.4286]
我们正在回应Tyshetskiy和Vladimirov [arXiv：1212.4286]对Shukla和Eliasson [arXiv：1112.5556]最近发表的一篇论文的评论，关于在密集量子等离子体中被简并电子屏蔽的相同符号的固定测试离子电荷上发现一种新的吸引力。
2013-01-13 physics.plasm-ph
Variation of the transition energies and oscillator strengths for the 3C and 3D lines of the Ne-like ions under plasma environment
在Debye-Huckel（DH）近似的时空判据下，对类Ne离子的${2p^53d\ ^1P_1\rightarrow2p^6\ ^1S_0}$（3C线）和${2p^53d\ ^3D_1\rightarrow2p^6\ ^1S_0}$（3D线）跃迁能量和振子强度的变化进行了详细的理论研究.研究表明，跃迁能的红移遵循与简单类氢离子和类氦离子相似的标度行为。虽然3C谱线的振子强度降低，但自旋翻转3D谱线的振子强度随着外部等离子体强度的增加而增加。因此，它们的比率在外部等离子体环境下被放大。我们进一步证明了等离子体引起的3C和3D跃迁相对强度的变化主要是由于自旋相关的相互作用决定了3D跃迁的$^3D_1$上态中$^1P_1$成分的混合。此外，我们还发现，在有等离子体存在的情况下，3C和3D谱线的相对振子强度与它们各自的无等离子体值之间的比值几乎是$[(Z-9.2)DZ]^{-1.8}$的普适函数，其中$Z$是核电荷，$D$是德拜长度。研究结果对天体物理等离子体和实验室等离子体的建模和诊断有重要的帮助。
2019-04-17 physics.atom-ph physics.plasm-ph
Suppression of vortical turbulence in plasma of mass-separator in crossed electrical and magnetic fields due to finite lifetime of electrons and ions and due to finite system length
考虑纵向不均匀性和等离子体电子、离子离开系统的有限时间，导出了描述在径向电场和轴向磁场交叉作用下圆柱形等离子体中涡旋湍流激发不稳定性发展的色散方程。结果表明，系统时间的有限长度和等离子体电子和离子离开系统的有限时间导致不稳定性阈值的出现和不稳定性发展的增长率的降低。
2020-01-24 physics.plasm-ph
Ultrashort Time-Integrated Diagnosis of Laser-Heated Deuterium Ions in Dense Plasma via Fusion Neutron Spectra
提出利用百赫兹飞秒激光诱导D(D,n)3He中子谱与飞行时间探测，诊断稠密等离子体中氘离子皮秒尺度温度和角分布，并经PIC模拟验证。
2025-08-31 physics.plasm-ph
Motion of the Plasma Critical Layer During Relativistic-electron Laser Interaction with Immobile and Comoving Ion Plasma for Ion Acceleration
在相对论电子激光-等离子体相互作用体系（$a_0>1$）中，我们分析了两种不同过程下等离子体临界层的运动。当临界层离子是静止的，而不是当他们与它一起移动时，突出的差异。控制在这种制度下的等离子体临界层的速度是必不可少的创建低$β$行进加速结构的激光离子加速器（LIA）的足够的激光激发电位。在相对论诱导透明加速（RITA）方案中，重等离子体离子是固定的，只有痕量密度的轻离子被加速。相对论临界层和加速结构在激光诱导透明过程中通过电子质量的相对论性增加而纵向前移。在辐射压力加速（RPA）方案中，整个等离子体在激光辐射压力的作用下被纵向向前推动，这只有当等离子体离子与激光前沿共同传播时才可能。在RPA中，加速结构的速度除了取决于激光强度和等离子体密度之外，还取决于等离子体-离子质量。在RITA中，重的不动等离子体离子的质量不影响临界层的速度。RITA中裸露的固定离子的惯性激发电荷分离电位，而RPA在离子静止时是不可能的。
2014-03-31 physics.plasm-ph
Experimental verification of Boltzmann equilibrium for negative ions in weakly collisional electronegative plasmas
在直流多偶极室中研究了Ar-O_2弱碰撞电负性等离子体。观察到一个带负电的核和一个带正电的晕。非漂移体中负离子与电子的密度比（α）为0.43。利用离子声波的相速度和激光诱导荧光法测得的正离子的漂移速度，得到了α的分布。实验表明负离子处于玻尔兹曼平衡，温度为0.06 \pm 0.02 eV。在负电性核和正电性晕之间没有发现双层结构。
2012-03-25 physics.plasm-ph
Verification of atomic data for He- and Li-like ions employing K-spectra from the tokamak plasma
在TEXTOR托卡马克装置上记录了高光谱、空间和时间分辨率的高电荷氦和锂类氩离子的X射线发射K谱，并用于发展一种自洽方法（SCA），以获得有关等离子体参数的信息，并对光谱解释所需的两种原子数据及其计算方法进行验证（准确性估计）。该方法是基于解决这些光谱的光谱逆问题的半经验的“光谱模型”（SM）的框架内，通过两个互补的反演方法。SCA是合理的比较和分析的基础上计算和校正的原子数据的测量和合成光谱。分析和验证了三组不同的类氦和类锂氩离子的原子数据。SCA允许我们验证计算原子数据的方法，其精度在5- 10%之间。用修正后的原子数据计算的光谱与等离子体条件下的测量光谱在10%的实验精度范围内符合得很好。修正后的原子数据使得能够对等离子体参数进行准确的诊断：等离子体温度和托卡马克等离子体中的相对离子丰度。该方法还提供了一种测量等离子体核心温度的方法，其测量精度在5%以内，与基于电子回旋辐射的诊断技术相一致。光谱和杂质输运模型的应用得到的相对离子丰度是在实验误差范围内一致。结果表明，托卡马克等离子体X射线能谱是高精度原子数据验证和精确等离子体诊断的有效工具。
2020-06-27 physics.atom-ph physics.plasm-ph
Storage-ring ionization and recombination experiments with multiply charged ions relevant to astrophysical and fusion plasmas
回顾了海德堡重离子储存环TSR的过去和正在进行的研究活动，其目的是提供精确的绝对速率系数和原子碰撞过程的截面的应用在天体物理和磁约束聚变。特别讨论了铁离子的双电子复合和电子碰撞电离以及钨离子的双电子复合。
2011-08-04 astro-ph.GA astro-ph.SR physics.atom-ph
Attractive interaction between ions inside a quantum plasma structure
基于离子的径向振荡，建立了量子球对称等离子体结构模型。我们假设离子参与离子声等离子体振荡。我们找到了离子在离子声波自洽振荡势中运动时的薛定谔方程的精确解。对离子系统进行二次量子化，构造出离子系统的基态。然后我们考虑离子之间通过声波交换的相互作用。它表明，这种相互作用可以是有吸引力的。我们描述了等离子体结构内的离子对的形成，并证明了这样的等离子体团可以存在于一个致密的天体物理介质对应的外核的中子星。
2015-03-03 astro-ph.SR math.CA physics.plasm-ph
Head-on collision of ion acoustic shock waves in collisionless plasma with pair-ions and electrons
研究了由正负离子和电子组成的非磁化无碰撞等离子体系统中离子-声冲击波（IASW）的迎头碰撞及其对冲击波（单调和振荡）形成和相移的影响。孤子解是从双侧Korteweg-de Vries Burger（KDVB）方程导出的。采用扩展的Poincare-Lighthill-Kuo（ePLK）方法得到KdVB方程。假设负离子是不动的，电子在等离子体中遵循玻尔兹曼能量分布。等离子体的参数，如密度比和运动粘度的静电激波轮廓，相移，振幅，形成的冲击（单调和振荡），以及对孤立子的解决方案的影响进行了研究。结果表明，正负离子的密度比对冲击波的形成和碰撞后的相移起着至关重要的作用。
2018-06-06 physics.plasm-ph
A variational atomic model of plasma accounting for ion radial correlations and electronic structure of ions (VAMPIRES)
我们提出了一个离子-电子等离子体（或核-电子等离子体）模型，该模型考虑了原子核周围的电子结构（即离子结构）以及离子-离子相关性。模型方程是通过近似自由能泛函的极小化得到的，并证明了模型满足维里定理。该模型的主要假设是：1）原子核被视为经典的不可区分的粒子; 2）电子密度被视为均匀背景和围绕每个原子核的球对称分布（等离子体中的离子系统）的叠加; 3）使用团簇展开（非重叠离子）来逼近自由能; 4）通过近似积分方程来模拟产生的离子流体。在本文中，该模型仅在其平均原子版本中描述。
2022-11-16 physics.plasm-ph
Atomic energy levels population kinetics in dense plasmas - plasma ions electric microfield mixing dynamics effect (I): the general theory
本文引入了考虑等离子体离子微电场混合动力学效应的原子能级分数动力学方程组。我们提出的方程组是从全量子多原子态密度矩阵主方程推导出来的。这个原子动力学方程系统的分析推导是基于引入一个新的层次链方程，涉及一组新的统计原子变量。通过引入关系定义截断方程的层次链，得到最终的原子动力学方程组。我们表明，最终的方程组包含一个新的等离子体离子的微电场依赖于原子速率有关的过程中的混合动力学的原子能态。本文给出了该速率的解析表达式。本文讨论了X射线自由电子激光（XFEL）与固体密度物质相互作用产生的致密等离子体辐射的重要性。
2017-02-15 physics.plasm-ph
Two typical collective behaviors of the heavy ions expanding in cold plasma with ambient magnetic field
我们用数值方法研究了大尺度下重离子在冷背景等离子体中膨胀的演化过程。在仅穿越重离子初始总质量不同的条件下，识别出两种典型的重离子集体行为。我们的工作表明，不同的初始总质量的重离子能够诱导完全不同的集体行为的等离子体。模拟是通过混合模型，其中的离子和电子被视为经典粒子和无质量流体，分别。由于电、磁力作用于重离子的不平衡，这些粒子在后期会演化成不同的集体模式。这些图案表现出相当不同的停止行为的移动离子和相反的漂移方向的电子流体在边缘的膨胀等离子体。进一步的数值计算和解析计算表明，这种不平衡不仅与等离子体离子的数密度有关，而且与磁场的空间变化有关。我们的工作揭示了重离子的集体行为是高度非线性的，这种非线性能够在大尺度上诱发系统演化的不同现象。
2021-04-08 physics.geo-ph physics.plasm-ph
Comment on "Novel Attractive Force between Ions in Quantum Plasmas" [Shukla, Eliasson, PRL 108, 165007 (2012), arXiv:1112.5556]
示出了最近由Shukla和Eliasson [Shukla，Eliasson，PRL 108，165007（2012），arXiv：1112.5556]使用广义量子流体动力学模型预测的简并量子等离子体中的离子之间的吸引力与由于在先前模型中不能解释的动力学效应引起的吸引力相比相形见绌。这表明，简并量子等离子体中的电荷屏蔽问题必然是一个动力学问题，提供了吸引力的主要部分。
2012-12-18 cond-mat.quant-gas physics.plasm-ph
Viscosity of a multispecies plasma containing hydrogen and high-Z ions
含氢和高Z离子物质的材料被用于各种高能量密度物理（HED）应用中，并且随着这些物质成为完全电离的多物质等离子体，研究它们的输运性质变得越来越重要。特别是，显着的实际利益，是等离子体粘度的分析，因为它可以确定的HED系统的稳定性和湍流特性。D. Ryutov [Phys.Plasmas 3，4336（1996）]指出，在多物种等离子体中存在大量的氢可以显著地提高其粘度。本文详细分析了这种效应，并精确计算了相应的粘滞系数。
2014-08-15 physics.plasm-ph
Wave Steepening and Shock Formation in Ultracold Neutral Plasmas
本研究观测了初始中心峰值指数衰减密度分布的超冷中性等离子体膨胀中的波陡化与激波特征，发现陡化前沿两侧密度速度剧变、离子显著加热，相对速度略超声速，证实可通过调控密度梯度创造近激波条件，开辟了该领域新研究方向。
2024-09-17 physics.atom-ph physics.plasm-ph
Plasma-screening effects in the atrophysically relevant He-like and Li-like Mg and Fe ions
利用德拜模型研究了等离子体环境对类氦和类锂镁、铁离子原子能级的影响。采用相对论框架下的运动方程耦合团簇（EOMCC）和Fock空间耦合团簇（FSCC）形式描述了上述等离子体嵌入离子的原子态和能级。这些方法的显着特点已被描述为帐户的两个电子屏蔽效应通过德拜电位。在求解运动方程时，采用多极展开的形式导出了二体屏蔽势，以计算简化后的矩阵元。利用这个扩展的模型，我们还预言了具有相同主量子数（$n$）但不同角动量（$l$）的能态之间的准简并性随等离子体强度的增加而减弱，而精细结构分裂不受影响。这些知识对于估算上述天体物理等离子体的辐射不透明度、光电离截面、谱线强度等都是有用的。
2016-08-29 astro-ph.SR physics.ao-ph physics.atom-ph
Signatures of fluid and kinetic properties in the energy distributions of multicharged Ta ions from nanosecond laser-heated plasma
对纳秒激光加热等离子体中产生的Ta离子的能量分布进行了理论和实验研究，其能量密度为4 $\times$ ~ 10 $^{15}$ W/cm $^{2}$.它们是用静电光谱仪和电荷收集器在远离目标的地方测量的。阴影术和干涉法被用来表征等离子体的电子密度范围从10 $^{18}$到10 $^{20}$ cm $^{-3}$的等离子体膨胀的第一个纳秒的等离子体动力学。实验数据清楚地表明，两个组件的能量分布取决于离子的电荷状态。这些组件进行了讨论，在光的流体和动力学描述的膨胀等离子体。特别是，与3D流体动力学（Troll）和1D 3V粒子在细胞（XooPIC）代码进行的计算的定量比较表明，在等离子体-真空界面处产生的双层在高能量下最高电荷态离子的加速中起着至关重要的作用。
2018-11-22 physics.plasm-ph
Comment on "Ion velocity analysis of rotating structures in a magnetic linear plasma device" [Phys. Plasmas 25, 061203 (2018)]
在最近的一篇论文（Phys. Plasmas 25，061203，2018）中，作者分析了在低磁场下等离子体中产生的重离子所经历的电离子漂移速度。不幸的是，他们使用了经典的ExB漂移公式，该公式仅适用于平板几何形状。作者没有考虑到圆柱形的几何形状会引起离子绕柱轴的缓慢电漂移。此外，离子的低磁化引起大于等离子体柱的直径的拉莫尔半径。离子刚产生后的运动与局部电场平行，而不是如作者所指出的垂直。大多数情况下，离子在经历沿着经典指导中心理论计算的电漂移之前被中和。作者没有仔细考虑到这一点，因此本文提出的激光诱导荧光测量的理论分析显然是无效的。
2019-07-02 physics.plasm-ph
Self-trapping and acceleration of ions in laser-driven relativistically transparent plasma
利用粒子模拟方法研究了激光驱动相对论透明等离子体中离子的自陷和加速。建立了一个基于离子波破碎的理论模型来描述离子演化和离子俘获。确定了离子捕获的阈值。在阈值附近，离子捕获是自我调节的，并且当捕获的离子的数量足够大时停止。该模型适用于离子捕获的三维几何形状。根据幂律标度，解析地导出了波断点附近离子和电场的纵向分布。得到了俘获电荷面密度随离子波破碎强度的变化关系，当激光强度一定时，俘获电荷面密度与靶密度成正比。仿真结果验证了模型的正确性。
2019-04-01 physics.plasm-ph
Non equilibrium velocity distributions of H- ions in H2 plasmas and photodetachment measurements
本文从理论上研究了多尖峰离子源中典型条件下负氢离子H ~-的能量分布函数。H/H_2混合物的情况下，研究了H-传输的动力学方程的Monte Carlo解。对于完全离解的H等离子体和均匀约化电场（E/N）的情况，得到了一个简单的解析模型。结果与激光光剥离实验推导出的两组分布吻合得很好，并解释了低能组作为负离子与H原子的电荷交换碰撞的效果。
2007-05-30 physics.plasm-ph
Experimental Observation of Motion of Ions in a Resonantly Driven Plasma Wakefield Accelerator
实验证实等离子体尾场加速器中离子运动效应与离子质量成反比，由有质动力驱动，并随尾场振幅变化，表现为束团尾部。
2025-02-27 physics.acc-ph physics.plasm-ph
Ionization potential depression in degenerate plasmas and Pauli blocking of multi-electron ions
University of Rostock（罗斯托克大学）
基于量子统计方法，研究自由电子简并条件下部分电离等离子体的组成，考虑泡利阻塞效应，提出介质中薛定谔方程近似，给出电离度和莫特效应新结果。
2026-06-15 physics.plasm-ph
Coulomb driven energy boost of heavy ions for laser plasma acceleration
激光加速重离子的动能得到了前所未有的提高。用强度为$6\times 10^{19}$ W/cm $^{2}$的超短激光脉冲辐照超薄金箔。利用$1.3$焦耳激光能量作用于靶，获得了动能高达$> 200$ MeV、能量分布带宽受限的高电荷态金离子。$1$ D和$2$ D细胞内粒子模拟显示了对离子电离的空间依赖性如何导致加速电场的增强。我们的理论模型考虑了沿靶法线的变化的电荷密度，并且能够解释高电荷离子的能量提升，从而导致重离子的激光加速效率更高。
2014-12-11 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
The electron acoustic waves in plasmas with two kappa-distributed electrons at the same temperatures and immobile ions
研究了具有两个κ分布电子和稳态离子的等离子体中线性电子声波的传播。假设两个电子的温度相同，但Kappa指数不同。结果表明，当一个kappa指数足够小而另一个kappa指数足够大时，电子声波存在弱阻尼区。数值研究了色散和阻尼率。分析了弱阻尼电子声波的参数空间。此外，还将本模型中的电子声波与其它模型中的电子声波，特别是双温电子等离子体中的电子声波进行了比较。最后，我们进行了Vlasov-Poisson模拟来验证理论。
2021-08-04 physics.plasm-ph
On electrostatic modes in multi-ion and pair-ion collisional plasmas
讨论了含有正离子和负离子的等离子体的物理学，特别注意最近产生的含有等质量和相反电荷的离子的对离子等离子体。讨论了实验中观察到的垂直于周围磁场矢量方向的密度梯度的影响。此外，可能存在的电子进行了讨论的背景下，等离子体模式传播的角度相对于磁场矢量。电子可以被添加到等离子体或进入附着到负离子的等离子体，然后由于碰撞而从离子释放。结果表明，在存在密度梯度的情况下，冷等离子体中的电子等离子体模可以变为后向模，这种行为既可以由电子数密度控制，也可以由垂直方向上的模数控制.在具有热电子的等离子体中，由电子碰撞和密度梯度的组合驱动，并且在离子的响应类似于声音模式的情况下，即，对于未磁化的离子，意味着模式频率远高于离子回旋频率或模式波长短于离子回旋半径。在纯的成对离子等离子体的情况下，对于较低的频率和接近于最近实验中使用的那些参数，受扰动的离子可能感受到磁场的影响。在这种情况下，等离子体模式也变得向后，类似于实验观察到的但尚未解释的向后模式的特征。
2008-05-16 physics.plasm-ph
Stopping of ions in a plasma irradiated by an intense laser field
研究了强辐射场作用下重离子与电子等离子体的非弹性相互作用。假设$ω_{0} >ω_{p}$，其中$ω_{0}$是RF的频率，$ω_{p}$是等离子体频率，计算了与RF周期平均的测试离子的阻止功率。为了突出辐射场的影响，我们提出了一个比较我们的分析和数值计算结果得到的非零RF与那些消失的RF。它已被证明，射频可以大大降低慢离子的平均能量损失，而在高速增加它。此外，已经表明，当等离子体电子的入射速度超过离子速度时，由于RF而导致的抛射离子的加速预期在高速度下并且在RF的高强度极限下。
2011-11-13 physics.plasm-ph
Towards enhanced performance in fusion plasmas via turbulence suppression by MeV ions
兆电子伏（MeV）α粒子将是磁约束聚变反应堆中等离子体加热的主要来源。然而，α粒子的大部分能量不是加热燃料离子，而是转移到电子上。此外，α粒子也可以激发Alfvenic不稳定性，以前被认为是有害的。与预期相反，我们证明了有效的离子加热MeV离子和强快离子驱动的Alfvenic不稳定性在最近的实验中的联合欧洲环（JET）的存在。这些实验与国家的最先进的建模工具的详细运输分析解释了观察。在这里，我们展示了一种新型的湍流抑制和改进的能量绝缘等离子体与MeV离子和充分发展的Alfvenic活动，通过一个复杂的多尺度机制，产生大规模的带状流。这种机制有望使α粒子加热占主导地位的聚变反应堆更经济地运行，并最终降低聚变电力的成本。
2020-11-02 physics.plasm-ph
Element- and charge-state-resolved ion energies in the cathodic arc plasma from composite AlCr cathodes in argon, nitrogen and oxygen atmospheres
在不同的阴极成分和气体气氛下，测量了使用复合AlCr阴极的阴极电弧等离子体中离子的能量分布函数，作为背景气体压力在0.5至3.5 Pa范围内的函数。最丰富的铝离子是Al $^{+}$，而Cr $^{2+}$离子在Ar和N $_2$和Cr $^{+}$在O $_2$气氛中占主导地位。铝和铬离子的能量分布通常由高能量部分组成，这是由于来自阴极点的膨胀等离子体羽流的加速和在等离子体云中受到碰撞的热化离子。后者的分数随着背景气体压力的增加而增加。原子态氮离子和氧离子显示出与铝离子和铬离子类似的能量分布，而氩离子和分子态氮离子和氧离子在离阴极点更远的地方形成，因此较少受到加速梯度的影响。在O $_2$气氛中，除了带正电荷的金属离子和气体离子外，还观察到带负电荷的氧和含氧离子。所获得的结果是为了提供一个全面的概述的离子能量和电荷状态的电弧等离子体中的AlCr复合阴极在不同的气体气氛，因为这样的等离子体经常被用来沉积薄膜和涂层。
2015-03-24 cond-mat.mtrl-sci physics.plasm-ph
Clustering of Ions at Atomic Dimensions in Quantum Plasmas
通过对稠密量子等离子体中新发现的Shukla-Eliasson吸引力（SEAF）影响下离子相互作用的运动方程的粒子模拟，我们证明了SEAF可以使离子在原子尺度上更接近.我们目前的模拟结果的合奏的离子在SEAF的存在下，没有和限制外部电位和离子和简并电子之间的碰撞的动力学。我们的粒子模拟显示，在SEAF下，离子相互吸引，靠近并在屏蔽离子的简并电子浴中形成离子簇。此外，外部限制电位产生稳健的离子簇，其可以具有雪茄状和球状形状，当限制电位被移除时，其保持稳定。讨论了离子团簇的稳定性。我们的结果可能对固体密度等离子体有应用价值（密度超过每立方厘米$10^{23}$），其中电子将简并，并且由于电子波函数和电子隧穿通过玻姆势、电子交换和电子交换以及与电子1/2自旋效应相关联的电子相关性的重叠所引起的电子反冲效应而产生量子力，简并电子的量子统计压力起决定性作用。
2012-11-22 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
Molecular dynamics simulation of growth of Cu nanoclusters from Cu-ions in a plasma
利用分子动力学研究了脉冲等离子体中纳米团簇的生长。一个模型，允许一个考虑高能带电粒子在经典分子动力学的建议，并应用于研究的单次碰撞事件的纳米团簇生长。特别是，我们提供了一个比较分析的研究惰性气体聚集的方法和从离子在等离子体中的增长。强调了在模拟纳米团簇生长时考虑入射离子角分布的重要性。详细研究了从入射离子到纳米团簇的能量传递，以及入射离子在团簇表面的扩散。我们的研究结果是重要的理解和控制的纳米团簇生长过程。
2014-07-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.plasm-ph
Significant Contribution of Projectile Excited States to the Stopping of Slow Helium Ions in Hydrogen Plasma
慢重离子在等离子体中的能量沉积和原子过程，如电子俘获、电离、激发和辐射衰变等，是一个尚未解决的基本问题。在这里，我们调查，实验和理论上，停止100千电子伏=u氦离子在一个定义良好的氢等离子体。我们精确的测量结果表明，与常用的有效电荷的半经典方法的预测相比，能量损失要高得多。通过求解含时速率方程（TDRE），计算了所有主要的入射态和所有相关的原子过程，计算结果与实验数据非常吻合。我们还发现，作为电子俘获和电离的桥梁，射弹激发态及其辐射衰变可以显著影响平衡电荷态，从而导致等离子体中离子停止的显著增加。
2020-06-02 physics.plasm-ph
Novel Attractive Force Between Ions in Quantum Plasmas
本文报道了量子等离子体中被简并电子屏蔽的离子间新的吸引力。具体来说，我们表明，周围的电势孤立的离子有一个硬核负的一部分，类似于Lennard-Jones（LJ）型电位。在物理上，新的电势是在量子等离子体的量子流体力学描述框架内考虑了量子统计压力、量子玻姆势以及电子-1/2自旋引起的电子交换和电子关联的结果。吸引势的形状由简并电子的玻尔半径和维格纳-塞茨半径之比决定。硬核负势的存在将负责形成晶格和原子/分子的离子的吸引，以及在纳米尺度下量子等离子体中的临界点和相变。
2012-08-10 physics.plasm-ph quant-ph
Effect of screening on spectroscopic properties of Li-like ions in plasma environment
这项工作提出了准确的{ \it ab initio}调查的各种光谱性质的几个锂离子在德拜屏蔽电位内的等离子体环境的存在。在相对论框架下用耦合团簇理论计算了类锂C $^{3+}$、N $^{4+}$和O $^{5+}$离子的电离势、激发能、电偶极振子强度和电四极跃迁几率.为了提高计算的准确性，采用了非延迟Breit相互作用。研究了等离子体环境中离子密度和温度对电离势、激发能、电偶极振子强度和电四极跃迁几率的影响。结果表明，随着屏蔽强度的增加，等离子体屏蔽导致电离势急剧下降。随着强度的增加，与2个$s ^{2}S_{1/2}$ $\rightarrow2 p ^{2}P_{1/2, 3/2}$跃迁相关的振子强度增加，而与3个$d ^2D_{3/2, 5/2}$ $\rightarrow2 s ^2S_{1/2}$跃迁相关的跃迁概率减小。
2013-06-04 cond-mat.mes-hall physics.atom-ph physics.chem-ph
Highly charged ions in a weakly coupled plasma: an exact solution
很久以前由Salpeter引入的离子球模型被置于严格的理论环境中。非常高的电荷，但稀离子在热平衡与弱耦合，一个组件的背景等离子体的这个模型的主要修正明确计算，和subleading的修正被证明是微不足道的小。这样的分析结果非常强的耦合是罕见的，他们可以作为基准测试计算机模型在这个限制。
2005-09-22 astro-ph math-ph math.MP
HIR: A collisional-radiative model for hydrogen ionization in plasma with anisotropic fast ions
Budker Institute of Nuclear Physics（布德核物理研究所）；Novosibirsk State University（新西伯利亚国立大学）；Novosibirsk State Technical University（新西伯利亚国立技术大学）
介绍用于计算热等离子体中氢原子电离相关情况的HIR软件包，基于稳态碰撞辐射模型，分析了逐步电离对快原子平均自由程等的影响，发现快离子分布各向异性影响小，还计算了氢原子电离成本，该软件包可在GitHub获取。
2026-07-29 physics.atom-ph physics.plasm-ph
Effect of thermal ions on fluid nonlinear frequency shift of ion acoustic waves in multi-ion species plasmas
提出了一个考虑离子温度影响的多离子等离子体中离子声波（IAWs）的流体非线性频移模型。由于在惯性约束聚变（ICF）等离子体中存在热离子，同时存在太阳风，因此在IAWs的非线性频移中需要考虑热离子的影响。然而，现有的模型[Berger等人，Physics of Plasmas 20，032107（2013）; Q. S. Feng等人，E 94，023205（2016）]仅考虑冷离子流体模型。这种考虑多离子组分和热离子的完整理论将更精确地计算大振幅非线性激光器的频率，特别是高离子温度的慢模，在空间物理和惯性约束聚变中具有广泛的应用前景。
2019-06-24 physics.plasm-ph
Investigation of heavy ions diffusion under the influence of current-driven mechanism and compositional waves in plasma
我们认为扩散所造成的霍尔效应和电流的综合影响，并认为，这种扩散形式的化学不均匀性等离子体。所考虑的机制可以负责在实验室和天体物理等离子体中的元素斑点的形成。这种电流驱动的扩散可能伴随着一种以前没有考虑过的特定类型的波的传播。在这些波中，杂质数密度波是单独的，其频率由杂质离子的电流和种类决定。当等离子体中的磁压力远大于气体压力时，这些成分波就存在。这样的波导致化学成分的局部变化，因此可以通过谱线中发射的变化来表现它们自己。
2016-05-25 physics.plasm-ph
Ionization potential depression model with the influence of neighboring ions for warm/hot and dense plasma
针对温稠密等离子体，提出考虑邻近离子对屏蔽势和电离条件直接贡献的电离势降低模型，与Al、Mg、Si等离子体实验数据吻合良好。
2025-05-24 physics.plasm-ph
Classification of head-on collisions of ion-acoustic solitary waves in a plasma with cold ions and Boltzmann elecrons
用粒子模拟方法研究了由冷离子和玻尔兹曼电子组成的无碰撞等离子体中离子-声孤立波的迎头碰撞。结果表明，孤立波碰撞可以发生在不同的情况下。孤立波在碰撞后保持或不保持其振幅和形状，取决于其初始振幅。初始振幅的范围内，孤立波保持其身份碰撞后，建立。使用的碰撞孤立波的初始振幅图考虑可能的碰撞情况进行了讨论。确定了对应于不同碰撞情形的初始振幅图中的特征区域，并提出了等离子体中离子-声孤立波迎头碰撞的分类。
2018-12-19 physics.plasm-ph
Temperature Equilibration Rate of Quasi-Monoenergetic Deuteron Beam in a Fusion Plasmas
在快点火过程中，由于入射离子与背景等离子体离子之间存在较大的温差，束流的热平衡速率对能量沉积有重要影响。本文利用动力学理论方程计算了准单能氘束与等摩尔氘氚聚变等离子体的温度平衡率。在这个理论中，二元碰撞由玻尔兹曼方程描述，集体效应由勒纳尔-巴列斯库方程描述。结果表明，在较高的背景温度下，$T_{b}=100 keV$，由于氘束与离子等离子体交换了大部分能量，离子相互作用对温度平衡速率的影响增大
2017-12-13 physics.plasm-ph
The dynamics of dust particles during the laser-induced plasma process: Self-similar expansion in a liquid
液体离子在液体环境中激光烧蚀产生的尘埃等离子体中的作用仍然不清楚。为此，我们利用自相似方法研究了液态离子对等离子体膨胀前沿的影响。流体方程已被用于尘埃粒子和离子种类，除了超热电子分布。我们处理的膨胀过程中存在和不存在的液体离子。尘埃离子初始数密度比，超热因子kappa，尘埃电子初始温度比，和尘埃离子原子序数的膨胀前的影响已经解决。我们的研究结果表明，在单离子的情况下，改变高能电子的超热性对尘埃离子膨胀的影响最显着。此外，我们观察到，在双离子的情况下，液体离子的质量对尘埃离子的动力学的影响最大。
2022-03-29 physics.plasm-ph
Anomalous time of flight behavior of fast ions in laser produced aluminum plasma
在这项工作中，多电荷离子发射从铝等离子体的Q开关Nd：YAG激光器产生的动力学进行了研究，飞行时间（TOF）的测量从朗缪尔探针（LP）和光谱（STOF）在0.02毫巴的Ar环境下。系统地研究了多电荷离子、背景中性粒子和离子在不同激光强度下的时间演化。时间演化表明，所有物种都具有双峰结构的所有激光强度的研究。快峰是尖锐的，而慢峰是广泛的，类似于在以前的研究中观察到的。此外，更高电荷的离子具有更高的速度，表明来自在膨胀的非常初始的时间阶段产生的瞬态电场的加速。有趣的是，快峰被延迟，而慢峰随着激光强度的增加而在时间上提前，这在早期的研究中没有报道。观测结果表明，双极电场在TOF剖面的意外观测行为中可能起作用。
2022-06-10 physics.plasm-ph
Quantum Treatment of Kinetic Alfvén Waves instability in a dusty plasma: Magnetized ions
研究了三分量非简并流动等离子体中惯性区动力学Alfvén波的色散关系。利用流体- Vlasov方程导出了量子等离子体的线性色散关系.在Vlasov模型中引入Bohm势引起的量子修正CQ的增加，抑制了Alfven波的频率和不稳定性的增长率。一些解析表达式推导出各种模式的传播。研究还发现，许多系统参数，如尘埃流速度、尘埃电荷、数密度和量子修正等，对色散关系和不稳定性增长率有显著的影响。
2016-08-01 physics.plasm-ph
