Rotation of Tokamak-Plasmas out of Mechanical Equilibria, in Absence of External Torques
利用Prigogine建立的热力学定理，研究了托卡马克等离子体的旋转，而不是在机械平衡。这个定理，适用于环形约束等离子体，表明全球重心旋转的等离子体，在环向和极向方向，是纯粹的可逆过程。在粘性可以忽略不计的情况下，通过假设内力平衡方程的有效性，我们证明了等离子体，即使不处于力学平衡，也可以作为一个刚体在环向自由旋转，其角频率为，其角频率可能高于新古典估计。此外，它的环向旋转可能导致等离子体在极向方向上以比新经典理论所发现的表达式更快的速度全局旋转。当环向和极向角频率达到使耗散最小的值时，获得最终的配置。
2012-11-13 physics.plasm-ph
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
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
Self-generated plasma rotation in a Z-pinch implosion with preembedded axial magnetic field
使用详细的光谱测量，高分辨率的时间和空间，一个自生等离子体旋转首次证明了在一个圆柱形Z箍缩内爆与预埋轴向磁场。等离子体参数和所有三个组成部分的磁场的解决。等离子体被认为是旋转的速度相当于峰值内爆速度，大大影响整个内爆的力和能量平衡。此外，旋转的演变是一致的磁通量表面等旋转，一个新的观察Z箍缩。
2021-04-15 physics.plasm-ph
Contribution of the Hall effect to radial electric field and spontaneous/intrinsic rotation in tokamak core plasmas
霍尔效应，定义为相反符号的电荷在磁场中运动时的分离，被认为对托卡马克堆芯等离子体中观测到的负径向电场Er和等离子体的自发/内禀旋转有重要贡献。利用独立测量的磁场和等离子体旋转速度的空间分布，提出了一种简单的方法来评估霍尔效应对Er值的贡献。对TM-4和T-10托卡马克实验数据的估计表明，托卡马克中的上述现象应在双流体磁流体力学框架内描述。
2018-06-27 physics.plasm-ph
Radial Current and Rotation Profile Tailoring in Highly Ionized Linear Plasma Devices
在具有剪切的旋转磁化等离子体柱中，交叉场电流可以由惯性机制和交叉场粘性引起。考虑到这些机制，可以计算圆柱形几何形状中不可约的径向电流消耗作为旋转频率的函数。由此产生的表达式提出了新的可能性定制的电场分布通过控制等离子体的密度和温度分布。
2019-06-19 physics.plasm-ph
Influence of rotation on axisymmetric plasma equilibria: double-null DTT scenario
该研究通过两种齐次解形式解析求解旋转情形下的Grad-Shafranov方程，分析环向旋转对托卡马克等离子体平衡的影响，验证了DTT实验双零位形与不同等离子体速度的兼容性。
2021-07-05 physics.plasm-ph
Control of resistive wall modes in a cylindrical tokamak with plasma rotation and complex gain
在具有电阻率、粘性和环向旋转的托卡马克圆柱模型中，研究了磁流体动力学（MHD）模的反馈镇定。该控制基于刚好在电阻壁内部的磁场的法向分量和切向分量的线性组合。反馈包括复增益，对于法向分量和切向分量，并且对于前者的反馈的虚部等同于等离子体旋转。本文的工作包括：（1）用简化的电阻MHD模型对具有有限β和阶跃函数电流密度和压力分布的托卡马克进行分析;（2）用完全可压缩的粘阻MHD模型和电流密度和压力的平滑下降分布进行计算。平衡对于β = 0是稳定的，并且对于两种情况计算了边缘稳定性值$β_{rp,rw}<β_{rp,iw}<β_{ip,rw}<β_{ip,iw}$（电阻性等离子体，电阻性壁;电阻性等离子体，理想壁;理想等离子体，电阻性壁;理想等离子体，理想壁）。主要结果如下：（a）正常传感器或等离子体旋转的虚增益稳定在低于$β_{rp,iw}$，因为旋转抑制通量从等离子体通过壁向外扩散，并且更令人惊讶的是，（b）正常传感器的旋转或虚增益不稳定在高于$β_{rp,iw}$，因为它阻止反馈通量通过电阻壁进入等离子体以形成虚壁。切向传感器的虚增益的影响更复杂，但在$β_{rp,iw}$之上和之下基本上不稳定。提出了一种在$β>β_{rp,iw}$机制中存在旋转的情况下使用复增益进行优化的方法。
2014-06-20 physics.plasm-ph
Plasma rotation from momentum transport by neutrals in tokamaks
中性原子对托卡马克边缘的内禀转动和径向电场有很大的影响。在这里，我们提出了一个框架来研究这些影响时，中性占主导地位的动量输运。我们探索参数空间数值，使用高度灵活的模型几何形状和最先进的动力学求解器的状态。我们发现，控制环向旋转和电场的最重要的参数是中性粒子局域化的主半径和等离子体的碰撞性。这提供了通过例如改变X点的径向位置以改变中性峰的主半径来影响旋转和电场的手段。
2016-05-05 physics.plasm-ph
Fluctuation signatures of rotation reversals and non-local transport events in KSTAR L-mode plasmas
Seoul National University（首尔大学）；National Fusion Research Institute（韩国核融合研究院）；University of California, San Diego（加州大学圣地亚哥分校）；Pohang University of Science and Technology（浦项科技大学）；National Institute of Fusion Science（日本核融合科学研究所）
KSTAR L模等离子体中，通过ECH实验揭示了旋转反转与非局部输运事件的波动特征及其微观结构变化的关联。
2016-12-22 physics.plasm-ph
Plasma instability of magnetically enhanced vacuum arc thruster
采用双流体流动等离子体模型描述了磁增强真空电弧推力器（MEVAT）中等离子体旋转及其不稳定性的演化。典型的实验参数，包括等离子体密度，平衡磁场，离子和电子温度，阴极材料，轴向流速度，和方位角旋转频率。结果表明，等离子体不稳定性的增长率随旋转频率和电场强度的增大而增大，随电子温度和原子量的减小而减小，并解释了其物理机制。比较了密度涨落和平衡密度梯度的径向结构，发现它们峰值的径向位置非常接近，表明密度梯度驱动的电阻漂移模式。扰动质量流在等离子体柱横截面上的时间演化，表现为边缘处的顺时针旋转（电子抗磁漂移方向）和芯部处的逆时针旋转（离子抗磁漂移方向），中间隔着从$n=0$到$n=1$的模式过渡层.这项工作，据我们所知，是第一个治疗的旋转和轴向流引起的等离子体不稳定性的MEVAT，也是很大的实际利益，其他电推力器的旋转等离子体长期稳定运行和推进效率优化。
2018-11-29 physics.plasm-ph
Rotating Alfvén waves in rotating plasmas
本文研究旋转磁化等离子体与携带轨道角动量的阿尔芬波之间的角动量耦合，证明旋转是轨道法拉第旋转的来源，并推导了直接过程的横向旋转频率和逆过程中施加于等离子体的力矩表达式。
2023-09-20 physics.plasm-ph
Observation of Plasma Bubble Structures in a GeV Laser-Plasma Accelerator
利用法拉第旋转诊断法测量了GeV级激光等离子体加速器（LPAs）中等离子体泡的特性。我们扩展这些技术，以前证明了在大气密度等离子体（电子密度$n_e >10^{19}$厘米$^{-3}$），低密度等离子体（$n_e \approx 5\times10^{17}$厘米$^{-3}$），其中等离子体气泡的大$\sim 5$倍，并相应地更容易可视化的细节中的低气压。信号显示由$\sim50$ $μ$ m分隔的相反符号的$\approx 0.5^\circ$旋转条纹，与气泡直径一致;无轴上旋转;条纹长度与横向探针脉冲持续时间一致（$500$ fs脉冲长度为$180$ $μ$ m，$2$ ps脉冲长度为$600$ $μ$ m）。我们利用变形成像系统获得宽的纵向视场（$>1$ cm）和高的横向分辨率（$<9$ $μ$ m）。我们还证明了法拉第旋转信号是敏感的加速过程中使用扩展的二维时域有限差分（FDTD）模拟的阶段。
2019-11-05 physics.plasm-ph
Magnetic island formation and rotation braking induced by low-Z impurity penetration in an EAST plasma
在我们的3D电阻MHD模拟中很好地再现了最近在EAST实验中连续形成4=1、3=1和2=1磁岛以及随后在低Z杂质穿透过程中制动2=1模的观测结果。由杂质辐射引起的平行电流扰动的增强主要有助于撕裂模的生长，而2=1岛的旋转主要是由于高n模的影响而被杂质积累所阻尼。
2022-09-17 physics.plasm-ph
Numerical equilibria with pressure anisotropy and incompressible plasma rotation parallel to the magnetic field
等离子体旋转可以影响托卡马克向先进约束区的转变。此外，为了达到聚变温度，现代托卡马克依靠辅助加热方法。这些方法在等离子体中产生压力各向异性。对于具有压力各向异性的不可压缩旋转，平衡由广义Grad-Shafranov（GGS）方程和有效压力$\bar{p}=(p_\parallel+p_\perp)/2$的解耦Bernoulli型方程控制，其中$p_\parallel$（$p_\perp$）是平行（垂直）于磁场的压力张量元素。在等离子体旋转方向平行于磁场的情况下，GGS方程可以转化为与GS方程形式相同的方程。在这项研究中，通过利用上述属性的GGS方程的平行等离子体旋转，我们构建了ITER的数值平衡，通过扩展HELENA，平衡固定边界求解器，并检查旋转和各向异性的影响，对某些平衡量。主要结论是，在旋转中加入压力各向异性，可以使平衡量在更大的范围内形成轮廓，从而有利于约束，并可以扩展对应于更高值的马赫数的参数空间。此外，压力各向异性的平衡量的影响是强于旋转，对于大多数的量检查。对于压力分量，压力各向异性的影响是相同的，无论功率是平行还是垂直于磁表面沉积，因此意味着没有优选的加热方向，而对于电流密度，平行于磁表面的加热似乎有利于电流梯度驱动的不稳定性。
2020-09-22 physics.plasm-ph
Effects of reversed magnetic shear on the plasma rotation stabilization of resistive wall modes in tokamaks
本研究利用AEGIS代码探究反磁剪切对托卡马克电阻壁模旋转稳定的影响，发现反磁剪切会拓宽不稳定窗口、降低旋转稳定效果，提高完全抑制所需的旋转频率阈值，对先进托卡马克的旋转稳定提出更严苛要求。
2025-09-01 physics.plasm-ph
Ultrashort high energy electron bunches from tunable surface plasma waves driven with laser wavefront rotation
利用波前旋转（WFR）的超高强度激光脉冲在光栅靶上产生超短超强表面等离子体波（SPW）来加速电子。将智能光栅设计与通过简单的分析建模和粒子单元模拟识别的最佳WFR条件相结合，可以减少SPW持续时间（减少到几个光学周期）并增加其峰值振幅。在相对论的制度，对于$Iλ_0^2=3.4 \times 10^{19}{\rm W/cm^2μm^2}$，这样的SPW被发现加速高电荷（几十个pC），高能量（高达70 MeV）和超短（几fs）的电子束。
2021-01-05 physics.plasm-ph
Gyrokinetic simulation of the spontaneous toroidal rotation of plasma in a stochastic magnetic field
本文通过动理学模拟研究了随机磁场中等离子体的自发环向旋转，发现共振磁扰动通过双极径向电场驱动旋转，且碰撞效应在几次离子-离子碰撞时间后将其从回流转变为刚体流动，解释了DIII-D实验观测。
2024-06-02 physics.plasm-ph
Plasma rotation driven by lasers with zero angular momentum
GoLP/Instituto de Plasmas e Fusão Nuclear, Instituto Superior Técnico, Universidade de Lisboa（里斯本大学高等技术学院等离子体与核聚变研究所）
本研究提出一种机制，通过激光局部耗尽过程使等离子体电子和离子获得角动量，尽管激光本身无角动量，且通过调节激光参数控制高能电子动量。
2025-11-12 physics.plasm-ph
Scaling of spontaneous rotation with temperature and plasma current in tokamaks
使用理论的论据，一个简单的比例律的大小的内禀旋转在托卡马克中观察到的动量注入的情况下，发现：在托卡马克的核心中产生的速度必须成正比的离子温度差的核心除以等离子体电流，独立的设备的大小。比例常数的数量级为$10\,\mathrm{km \cdot s^{-1} \cdot MA \cdot keV^{-1}}$。当内禀旋转剖面是空心的，即在托卡马克的核心是逆流的，在边缘是并流的，这封信中提出的标度律非常好地拟合了几个托卡马克的数据，这些托卡马克的尺寸相差很大，并由不同的机制加热。
2012-03-22 physics.plasm-ph
Finite-Difference Multiple Fluid Solution for Source-Driven Rotation in Highly Magnetized Linear Plasma Device
本文分析了由多种流体组成的磁化等离子体圆柱的旋转轮廓，扩展了已有的结果。解析稳态解被用作基准的时间依赖的多流体有限差分代码，MITNS：多离子输运数值求解器。磁场的演变，考虑到分析和数值。它的细节被证明是重要的，当粒子被允许出域。MITNS再现了小参数$δ\lll1$的渐近展开结果。对于$\sqrt{m_e/m_i} \sim δ\ll 1$，一个略有不同的制度，占主导地位的粘度诱导的离子运输，发现数值和分析。此验证支持将来将此代码用于更复杂的时间相关计算。
2021-09-08 physics.plasm-ph
Macroscopic Stability of a Rapidly Rotating Isothermal Magnetic Mirror
University of Texas at Austin（德克萨斯大学奥斯汀分校）
本文分析了具有声量级等离子体旋转的轴对称磁镜装置的宏观理想-MHD稳定性，推导了本征模方程，发现轴向足够短的等离子体对m=1、m=2模稳定，临界轴向长度随旋转变化，且磁轴外旋转对稳定性影响更强。
2026-10-19 physics.plasm-ph
Characterization of Quasi-Keplerian, Differentially Rotating, Free-Boundary Laboratory Plasmas
本研究通过脉冲功率驱动无边界力的差分旋转等离子体实验，模拟天体物理盘和喷流，成功生成最大旋转速度23±3 km/s、准开普勒分布的亚声速喷流，为相关天体物理现象提供了实验参考。
2022-01-25 physics.plasm-ph
Nonlinear error field response in the presence of plasma rotation and real frequencies due to favorable curvature
我们提出了非线性电阻MHD模拟的响应旋转等离子体的误差场时，等离子体具有弱阻尼线性撕裂模式（TM的），稳定的压力梯度和有利的曲率。有利的曲率导致Glasser效应：实频率的出现和正稳定性指数$Δ'$的稳定。采用空心圆柱体模拟环向有利曲率。与旋转和误差场$\tildeψ_w$的线性模拟表明，与分析结果一致，峰值重连通量发生在TM相速度附近的旋转速率。小$\tildeψ_w$的非线性模拟表明，实际频率和稳定的有利的平均曲率被掩盖的非线性效应，发生在非常薄的岛屿：平坦的岛上的压力，主要是由于声波传播。这种平坦化导致模式的不稳定的实频率的消失，允许其增长到类似于$β=0$不稳定TM的大振幅。对于较大的岛，电流的平坦化使模式非线性饱和。在后饱和阶段，误差场与不稳定的自发撕裂模式，它与等离子体旋转的相互作用，导致在麦克斯韦转矩的振荡，因此调制等离子体旋转。这些岛也以调制的相速度旋转，由于这些调制而经历小幅度振荡。我们还提出了一个准线性模型与一个不稳定的自发TM和误差字段，这些字段的叠加结果在类似的振荡。
2020-01-07 physics.plasm-ph
Extending HELENA to incompressible plasma rotation parallel to the magnetic field
等离子体旋转与纬向流和平均流（平衡流）有关，在托卡马克向先进约束区的过渡中起作用，如L-H过渡和内输运势垒的形成。对于不可压缩旋转的平衡是由一个广义的梯度-Shafranov（GGS）方程和一个解耦的Bernoulli型方程的压力。对于平行流，GGS方程可以转化为与通常的GS方程形式相同的方程。在本研究的基础上，后者的方程，我们扩展了HELENA，平衡固定边界求解器。扩展的代码解决了GGS方程的各种自由表面函数项涉及任意阿尔文马赫和密度函数。我们已经构建了转移边界平衡有关的ITER和检查他们的特点，特别是有关的旋转对某些平衡量的影响。结果表明，旋转及其剪切显著影响压力和环向电流密度，对电流密度的影响在平行方向上比在环向方向上更强。此外，构造的平衡点的线性稳定性检查通过应用一个充分条件。
2015-12-11 physics.plasm-ph
Dust cluster spin in complex (dusty) plasmas
在实验中观察到了复杂等离子体鞘层中立方体玻璃盒中小尘埃团的自发旋转。由于尘埃粒子之间的强耦合，这些星团表现得像一个刚体，其中星团的旋转取决于它们的配置和对称性。通过评估不同的贡献力的影响，据推测，所观察到的旋转是由离子尾流力施加在集群上的净扭矩驱动的。团簇的结构和对称性决定了由离子尾流力引起的净扭矩是否为非零，从而导致团簇旋转。一个COPTIC（笛卡尔网格，斜边界，粒子和热在细胞）模拟得到的离子尾流电位提供了一个理论模型的集群旋转，其中包括离子尾流力和中性阻力和预测的旋转速率和方向与实验结果一致。然后，这些结果用于诊断盒内的离子流。
2017-05-26 physics.plasm-ph
Studies of DC biasing of internal ring on plasma rotation and transport in a toroidal geometry
我们报告的结果进行实验，研究如何直流偏置相对于等离子体电位影响的等离子体状态的环形几何形状的Blaamann设备在特罗姆瑟。在这里讨论的实验中，一个直径小于限制器的环被集中在等离子体的大部分内，其偏压相对于等离子体电位而变化。在环的电子饱和电流制度，一个显着减少的波动水平进行了观察，和剪切极向速度发生在环的低场侧。当环在离子饱和电流状态下保持浮动或偏置时，该剪切被定位在与径向传输的最大值相同的径向位置处。对于后者的环偏置，极向速度没有剪切环的低场侧。在没有速度剪切的情况下，径向输运类似于以前没有环的实验。由于速度切变，径向输运被破坏。这种等离子体状态，具有非常低的径向传输和波动水平，以及等离子体密度约1017 m-3，被认为是提供一个合适的等离子体波传播的研究，在磁化等离子体弯曲的磁场线没有端部效应。
2004-11-20 physics.plasm-ph
Local Diagnostics of the Density of Neutral Atoms in Plasma by Stimulated Rotation of Polarization Plane
计算了等离子体中强激光场中探测信号的偏振面受激旋转角。根据Faraday效应、Cotton-Mouton效应和探测信号在强激光场中的受激旋转效应，得到了铯等离子体中残余气体局域密度的估计，并提出了探测信号在强脉冲作用下偏振面共振变化的简要理论。结果表明，介质中的转动具有复杂的结构。
2022-08-04 physics.atom-ph physics.plasm-ph
Collective excitations of rotating dusty plasma under quasi-localized charge approximation of strongly coupled systems
在强耦合系统准定域电荷近似（QLCA）框架下，考虑尘埃旋转，分析了旋转尘埃等离子体的集体激发.考虑到最近的旋转尘埃等离子体实验所建立的“旋转等离子体”的磁等离子体激元的公司类比，在他们的强耦合和2维（经常引入重力沉降）的特点，强调在他们的分散的旋转引入的松弛。有限旋转版本的强和弱耦合色散的推导和分析，显示之间的对应关系的“更快的旋转，但弱耦合”的分支和其强耦合对应，相关的磁化和未磁化的尘埃实验，在重力或微重力条件。他们的测量在旋转等离子体和QLCA产生的分散体在一个旋转的框架，一个独立的数值验证之间的第一个对应关系，详细介绍。
2021-08-11 physics.plasm-ph
Faraday Conversion and Rotation In Uniformly Magnetized Relativistic Plasmas
给出了均匀磁化相对论等离子体中法拉第转换系数和旋转系数的精确拟合公式。该公式可直接应用于旋转测量和圆极化（CP）生产的喷流和热吸积流。我们展示了任意各向同性粒子分布的配方和结果，特别是热和幂律。精确的法拉第转换系数被发现随着粒子能量的增加接近零。法拉第转换系数和旋光系数的非线性校正是保证Sgr A ~* CP解释可靠性的必要条件。
2011-06-08 astro-ph.HE physics.plasm-ph
Image rotation in plasmas
本文首次在等离子体中观测到阿尔芬波的图像旋转（介质对波横向结构的拖拽），利用波慢群速度实现显著旋转，实验结果与各向同性光拖拽理论吻合，为角动量耦合和远程旋转传感提供新途径。
2025-05-23 physics.optics physics.plasm-ph
Soliton self-modulation of the turbulence amplitude and plasma rotation
离子温度梯度驱动湍流的空间均匀振幅包络对小扰动是不稳定的，并演化为非均匀的、类似孤子的调制轮廓。输运通量的极向不对称性可以引起托卡马克等离子体的自发极向上旋。
2002-05-29 physics.ao-ph physics.plasm-ph
Drift-Energy Replacement Effect in Multi-Ion Magnetized Plasmas
本研究揭示多离子磁化等离子体中的漂移能替代效应，指出碰撞跨场径向加料可在进出离子间直接传递漂移能，从而无需外部功率再循环并降低维持快速旋转的能耗。
2024-05-09 physics.plasm-ph
Study of multicomponent plasma parameters in the pulsed reflex discharge
研究了中等功率（W \leq 10 MW）脉冲反射放电中密度为10 ^13 - 10 ^14 cm ^-3的多组分气体-金属等离子体的参数。测定了等离子体密度随时间的动态变化、等离子体的质量元组成、等离子体中电子密度的径向分布、n_p \geq n_crit等离子体层的旋转速度和旋转频率、径向电场强度以及放电中等离子体密度衰减阶段的复合因子。对血浆颗粒分离因子进行了评价。
2010-12-21 physics.plasm-ph
Alpha Channeling in a Rotating Plasma
将波粒α沟道效应推广到旋转等离子体。具体地，射频波可以在具有ExB旋转的镜机器中与α粒子共振，以沿着相空间中的约束路径扩散α粒子。主要感兴趣的是，除了放大RF波之外，α粒子能量还可以直接增强旋转能量，这进而在离心聚变反应堆中提供额外的等离子体约束。一个附带的好处是快速去除α粒子，这增加了聚变反应性。
2008-08-28 physics.plasm-ph
Effects of collisional ion orbit loss on tokamak radial electric field and toroidal rotation in an L-mode plasma
本文利用XGC模拟研究DIII-D L模等离子体中碰撞离子轨道损失，发现其使边缘径向电场向负方向移动，并驱动共电流方向的边缘环向旋转。
2023-03-28 physics.plasm-ph
Hollow toroidal rotation profiles in strongly electron heated H-mode plasmas in the ASDEX Upgrade tokamak
Max Planck Institute for Plasma Physics（马克斯·普朗克等离子体物理研究所）；Department of Applied Physics and Applied Mathematics, Columbia University（哥伦比亚大学应用物理与应用数学系）；VTT（芬兰技术研究中心VTT）
本研究探讨了ASDEX升级托卡马克中强电子回旋共振加热条件下I型ELMy H模式等离子体环形动量输运特性，发现强电子加热下空心旋转剖面的形成机制，揭示了内在扭矩与向内对流对维持有利旋转剖面的重要性。
2026-04-01 physics.plasm-ph
Enhanced Tuneable Rotatory Power in a Rotating Plasma
解析地导出了旋转磁化等离子体的旋向性。机械旋转导致波沿磁场传播的一个新的截止，并且在该截止之上的偏振旋转是经典磁光法拉第效应和机械光偏振拖曳的总和。利用非常大的有效群指数附近的截止，我们在这里曝光，第一次，极化阻力可以$10^4$大于法拉第旋转GHz频率。旋转导致弱吸收，同时允许直接频率控制，展示了旋转等离子体对于非互易元素的独特潜力。稠密的非中性等离子体的非常大的旋转频率可以在太赫兹区域实现前所未有的陀螺效应。
2020-11-04 physics.optics physics.plasm-ph
Electromagnetic and Centrifugal Effects on Plasma Acceleration in the Magnetic Nozzle
本文研究磁喷嘴中电磁与离心效应对等离子体加速的影响，揭示旋转与磁场耦合的额外加速机制，并证明跨声速、跨阿尔芬稳态解的唯一性与稳定性。
2025-06-24 physics.plasm-ph
Development of the poloidal Charge eXchange Recombination Spectroscopy system in Heliotron J
Heliotron J研制了一套用于测量极向旋转速度的CXRS系统。该系统测量了碳发射线（CVI，n=8-7，529.05nm），发射线的多普勒频移提供了等离子体旋转速度的信息。采用了高通量的色散为0.73nm/mm的双透镜单色器（F/2.8），以实现高的旋转速度和时间分辨率。由于采用了两束切向注入器（NBI）产生的中性加热光束作为诊断光束，在15条视线范围内获得了很宽的观测范围（0.26<r/a<0.92），并在边缘区（r/a>0.6）获得了很高的空间分辨率（d<r/a> < 0.06）。介绍了系统设计和标定方法。极向旋转测量的初步结果表明，在NBI加热等离子体中的电子抗磁旋转，而离子抗磁旋转时，观察到额外的ECH。评估的径向电场分布显示在ECH+NBI等离子体中的等离子体核心区域处的正Er，以及在NBI加热的等离子体中的负Er。
2018-03-22 physics.plasm-ph
Diamagnetic drift effects on the low-n magnetohydrodynamic modes at the high mode pedestal with plasma rotation
本文研究了在H模基座上的反磁漂移对低$n$磁流体动力学不稳定性的影响，其中$n$为环模数，平衡时考虑了自举电流，稳定时考虑了旋转效应. AEGIS（Adaptive Eigenfunction Independent Solutions）码[L. J. Zheng，M. T. Kotschenreuther，J. Comp. Phys. { \bf 211}，（2006）]扩展到包括抗磁漂移效应。这可以看作是考虑基座处压力梯度陡度的有限拉莫尔半径效应的最低阶近似。本文用VMEC程序[P. Hirshman和J.C. Whitson，Phys. Fluids { \bf 26}，3553（1983）]，其中考虑了自举电流。一般来说，抗磁漂移效应是稳定的。我们的研究结果表明，抗磁稳定的有效性敏感地依赖于安全系数值（$q_s$）在安全系数反转或平台区。当$q_s$大于某个整数时，抗磁稳定性较弱，而当$q_s$小于或小于某个整数时，抗磁稳定性较强。我们还发现，抗磁漂移效应也敏感地依赖于旋转方向。相对于离子抗磁漂移方向，在同向旋转情况下的抗磁稳定性比在反向旋转情况下的强。
2014-03-10 physics.plasm-ph
Global gyrokinetic simulations of intrinsic rotation in ASDEX Upgrade Ohmic L-mode plasmas
ASDEX升级（AUG）等离子体的非线性，径向全球，湍流模拟和非线性产生的本征流显示协议的欧姆L模式等离子体的核心在标称参数测量的本征流梯度。利用动力学电子模型的模拟显示中空的本征流剖面中所看到的在类似的等离子体参数进行的实验的主要数量。此外，与之前的通量管分析相比，观察到明显更大的流量梯度（Hornsby等人{ \it Nucl. Fusion}（2017））。绝热电子模型模拟可以示出在相对于动力学电子模拟的梯度中具有相反符号的流动轮廓，这意味着由于动力学电子而导致的残余应力的符号的反转。本征流的形状在很大程度上取决于密度梯度分布。计算了残余应力对密度分布曲率变化的敏感性，发现其明显强于对新古典流的敏感性（Hornsby等人{ \it Nucl. Fusion}（2017））。这种变化本身就足以解释在某些AUG实验中看到的本征流梯度的大变化。对湍流对称性破缺特性的分析表明，剖面剪切是产生有限平行波数的主要机制，湍流梯度效应对平行波矢量的贡献较小。
2018-01-31 physics.plasm-ph
Modeling Torque Induced Alignment in a Dusty Plasma System
Baylor University（贝勒大学）
通过自洽数值模拟研究非规则带电尘埃聚集体在等离子体鞘层中的旋转动力学，发现鞘层电场是旋转的主要驱动力并使其电偶极矩与场方向对齐，离子尾迹则通过轴向和横向分量分别产生对抗扭矩和失稳贡献。
2026-06-01 physics.plasm-ph
Rotation of a Solar Jet Driven by Plasma Flow along Helical Magnetic Fields in an Active Region
School of Astronomy and Space Science, Nanjing University（南京大学天文与空间科学学院）；Key Laboratory of Modern Astronomy and Astrophysics (Nanjing University), Ministry of Education（教育部现代天文学与天体物理重点实验室（南京大学））
本研究通过多波长观测和模拟揭示，太阳喷流的旋转源于等离子体沿螺旋磁场的螺旋运动，而非传统磁场退扭机制。
2026-02-24 astro-ph.SR physics.plasm-ph
Difference in Neoclassical Edge Flows Between Strongly Negative and Positive Triangularities in the XGC Gyrokinetic Simulation
本研究利用XGC代码比较强负与正三角形度等离子体的新经典边缘流，发现氘核与碳旋转差异及X点轨道损失差异，并强调边缘湍流在验证中的重要性。
2025-10-06 physics.plasm-ph
Dependence of intrinsic rotation reversals on collisionality in MAST
托卡马克等离子体即使在没有外部动量注入的情况下也会旋转。安装在MAST的多普勒后向散射系统允许在欧姆L-模式和H-模式等离子体中研究这种固有旋转，包括在球形托卡马克中首次观察到固有旋转反转。实验结果进行了比较，一个新的1D模型，它捕获的碰撞依赖的径向运输的环形角动量由于新古典流的湍流波动的影响。该模型是能够准确地再现的核心环向旋转的符号的变化，使用实验的密度和温度分布与旋转反转作为输入，没有自由参数适合实验数据。
2015-02-10 physics.plasm-ph
Quasilinear theory of Brillouin resonances in rotating magnetized plasmas
本文研究了旋转磁化等离子体中的角动量交换，发现经典 Landau 和 cyclotron 共振条件失效，提出了包含波频率、惯性效应修正回旋频率与导向中心旋转谐波匹配的新 Brillouin 共振条件，并推导新准线性方程揭示了波驱动径向电流导致角动量吸收。
2023-05-04 physics.plasm-ph
Detecting Solenoidal Plasma Turbulence via Laser Polarization Rotation
Princeton University（普林斯顿大学）
通过激光偏振旋转技术检测等离子体中斜流湍流，揭示涡旋尺寸分布并用于高能量密度场景的诊断。
2026-01-27 physics.optics physics.plasm-ph
The ion acoustic instability of the rotating cylindrical helicon discharge plasma
考虑圆柱形几何形状以及螺旋波和等离子体的径向不均匀性，建立了由圆柱对称（方位角模数m=0）螺旋波产生的圆柱形等离子体的动力学理论。该理论揭示了由螺旋电场的径向不均匀性引起的具有径向不均匀角速度的电子的方位角稳定旋转的宏观效应。结果表明，这种剪切旋转以及电子密度和温度的不均匀性是导致非均匀圆柱形等离子体高频离子声不稳定性的主要原因。这种不稳定性在空间上局限于螺旋波电场和等离子体密度的强梯度的区域中，其中它比由螺旋波中的电子相对于离子的振荡运动驱动的参数不稳定性更强。
2022-02-06 physics.plasm-ph
Effects of Hyperbolic Rotation in Minkowski Space on the Modeling of Plasma Accelerators in a Lorentz Boosted Frame
激光驱动等离子体加速器承诺更短的粒子加速器，但他们的发展需要详细的模拟，挑战或超过目前的能力。我们报告的第一个直接模拟的阶段高达1 TeV的模拟使用洛伦兹提升计算帧导致一百万倍的加速，由于帧提升高达伽玛=1300。在闵可夫斯基空间中的双曲旋转的影响所产生的帧上的激光在等离子体中的传播被证明是关键的数值不稳定性，限制了以前的尝试缓解。
2010-11-04 physics.acc-ph physics.comp-ph physics.plasm-ph
Intrinsic rotation driven by turbulent acceleration
在托卡马克等离子体中，当主导的回旋-麦克斯韦方程组的对称性被破坏时，会引起微分旋转。一个这样的破磁机制被认为是在这里：湍流加速粒子沿平均磁场。这种效应，通常被称为“平行非线性”，已实施的$δf$ gyrokinetic代码$\texttt{stella}$，并用于研究湍流动量输运等离子体的大小和湍流驱动的强度的依赖性。对于具有宽范围的驱动温度梯度的类射流参数，由湍流加速度的包含引起的动量输运类似于或小于离子拉莫尔半径与等离子体小半径的比率。这一低水平的动量传输的解释，证明了一个额外的对称性，禁止动量传输时，湍流被驱动远远高于边缘稳定。
2019-01-10 physics.plasm-ph
Faraday rotation study of plasma bubbles in GeV wakefield accelerators
我们可视化等离子体气泡驱动的0.67 PW的激光脉冲在等离子体的密度$n_e \approx 5\times10^{17}$ ${\rm cm}^{-3}$成像法拉第旋转图案印在线性偏振的探测脉冲的波长$λ_{pr} = 1.05 μ$ m和持续时间$τ_{pr} = 2$ ps或$1$ ps，交叉气泡的路径在直角。当气泡捕获并加速几十到几百pC的电子电荷时，我们观察到两条平行的条纹长度$cτ_{pr}$跨越驱动脉冲传播轴，由$\sim45$ $μ$ m分开，其中探测极化在相反方向上旋转$0.3^\circ$到$5^\circ$以上。伴随的模拟表明，它们是由于法拉第旋转的部分密集的气泡侧壁，是由方位角磁场的加速电子在整个气泡的探针过境。条纹的宽度的分析表明，准单能的高能量电子和尾随的低能量电子内的气泡有助于观察到的信号的可区分的部分，鞘电子的相对论流抑制法拉第旋转从后面的气泡。结果表明，法拉第旋转诊断的有利缩放比以前证明的等离子体密度低$40\times$。
2021-09-23 physics.acc-ph physics.plasm-ph
Magnetic dynamics of simple collective modes in a two-sphere plasma model
等离子体团被建模为由两个均匀的球体组成的等半径和相等但相反的电荷密度，可以相对于彼此移动。分别考虑相对平移和旋转运动。包括由相对运动引起的电流密度的磁效应。磁相互作用被认为是引起感应惯性。在相对平移的情况下，库仑吸引力，近似为小振幅的线性力，引起振荡。对于大量的粒子，由于大的感应惯性，相应的振荡频率将不是朗缪尔等离子体频率。对于旋转，包括外部磁场和模型中的等离子体的能量和抗磁性的计算。最后，它是注意到如何忽略电阻率的动机的结果。
2010-07-01 physics.plasm-ph
Optical emission spectroscopy of non-equilibrium microwave plasma torch sustained by focused radiation of gyrotron at 24 GHz
用发射光谱法测量了24 GHz微波束在空气中聚焦时非平衡氩等离子体炬的电子温度和气体温度。氩原子的激发温度约为5000 K，而氮分子的振动和转动温度分别为3000 K和2000 K。实验证明了外部气体气氛到等离子体炬的有效混合。氮气分子的振动和转动温度随着离喷嘴出口的距离的增加而略有增加。实验结果表明，在大气压力下的微波放电可能是相关的高度稳定的分子，如二氧化碳，在非平衡条件下的分解。
2020-03-04 physics.plasm-ph
