Incoherent interaction of light with electron-acoustic waves
给出了非相干光与电声波相互作用的基本方程。研究了系统的调制不稳定性，并讨论了部分相干光的影响。结果表明，光的部分相干性抑制了调制不稳定性。然而，短波长扰动受影响较小，并且因此将在例如脉冲扰动中占主导地位。这些结果对空间等离子体和激光等离子体系统的研究具有重要意义。
2005-11-09 physics.plasm-ph physics.space-ph
GPGPU Acceleration of Incoherent Scatter Radar Plasma Line Analysis
本文针对非相干散射雷达等离子体线分析计算量大的问题，提出基于GPGPU的并行加速算法，实现了比CPU分析快一个数量级的性能，并验证了实时分析的可行性。
2023-11-30 physics.data-an physics.plasm-ph physics.space-ph
Wavelet Methods for Studying the Onset of Strong Plasma Turbulence
小波基函数是分析包含不同空间尺度局域相干结构的湍流的一种天然工具。在这里，小波被用来研究发病和随后的过渡到充分发展的湍流从层流状态。最初应用于中性流体湍流，迭代小波技术分解成相干和非相干的贡献领域。与傅立叶功率谱、有限时间李雅普诺夫指数（FTLE）和简单的湍流度量（如场增量的非高斯统计）相比，小波技术提供了湍流发生的定量度量，并跟踪到充分发展的湍流的过渡。小波方法不对相干电流片的结构或等离子体模型作任何假设。相干子波和非相干子波的时间演化分别与等离子体的磁场能量和等离子体的热能高度相关。湍流的开始被确定为在一个范围内的尺度和相应的相干分量下降的非相干波动的背景的快速增长。这暗示了将相干和非相干小波波动解释为相干结构的度量（例如，电流片）和耗散。的比例的非相干相干波动$R_{ic}$被发现是相当均匀的不同的等离子体模型，并提供了一个经验阈值湍流发病。该技术是通过例子来说明。首先，它适用于开尔文-亥姆霍兹不稳定性从不同的模拟模型，包括完全动力学，混合动力（动力离子/流体电子），霍尔MHD模拟。其次，它被应用到发展的湍流下游的弓形激波在磁层模拟。
2018-12-03 physics.plasm-ph
On the breaking of a plasma wave in a thermal plasma: II. Electromagnetic wave interaction with the breaking plasma wave
在相对论性大振幅等离子体波接近破波极限时形成的密度奇异性结构导致折射系数具有不连续导数的坐标依赖性。这导致与非线性等离子体波相互作用的电磁波的非指数小的势垒上方反射。
2012-04-19 physics.plasm-ph
Wave Breaking limit in Arbitrary Mass Ratio Warm Plasmas
在非相对论性条件下，得到了任意质量比热等离子体中非线性等离子体波的最大持续振幅，即所谓的破波极限。利用Sagdeev势的方法，导出了考虑两种有限温度粒子动力学的一般波破碎公式。结果表明，等离子体波的最大振幅随温度的升高而单调减小，随质量比的增大而略有增大。
2020-08-19 physics.plasm-ph
A comment on `Wave-breaking Limits for relativistic electrostatic waves in a one-dimensional warm plasma' Phys. Plasmas 13 123102 by R. M. G. M. Trines and P. A. Norreys
Trines和Norreys指出，他们研究暖波破碎的一个主要目标是“在暖流体模型的不同景观中创造某种秩序，并确定哪种模型最适合研究热等离子体中的波破碎。不幸的是，我们必须得出结论，他们混淆了比他们澄清的更多的东西，并且只是通过夸大或错误地陈述其好处，同时错误地描述替代性温流体理论的特征来推进水袋模型。
2007-07-03 physics.plasm-ph
On the breaking of a plasma wave in a thermal plasma: I. The structure of the density singularity
利用一个简单的水囊电子分布函数，找到了相对论性大振幅等离子体波在接近破波极限时所形成的奇点结构。破碎波中的电子密度分布具有典型的“峰孔”形式。获得了热裂等离子体中电场的最大值，并与冷等离子体极限进行了比较。对不同初始电子分布函数的计算机模拟结果与理论结论一致。
2012-04-19 physics.plasm-ph
Spontaneous disordering and symmetry breaking in complex plasmas
自发对称性破缺是现代科学的基本特征。我们证明，它也起着重要的作用，在复杂的等离子体物理。复杂的等离子体可以作为一个强大的工具，观察和研究离散类型的对称性和无序的动力学水平，许多多体系统展示。
2010-04-21 physics.plasm-ph
Parametric instabilities and particles heating of circularly polarized Alfvén waves with an incoherent spectrum: two-dimensional hybrid simulations
快速太阳风和日冕中等离子体离子加热（特别是次重离子优先加热）是空间物理中的一个悬而未决的问题。然而，Alfvén波一直被认为是电晕加热的候选能源。本文利用低β电子-质子-α等离子体系统的二维混合模拟模型，研究了等离子体加热与密度功率谱演化和磁场涨落的关系，这些扰动是由具有非相干谱的初始泵浦Alfvén波在不同传播角θ k0 B0处的参数不稳定性激发的（初始泵浦波矢量k0和背景磁场B0之间的斜角）。结果表明，波-波耦合和波-粒相互作用在离子加热中起着关键作用，小传播角（如θ_k0B0 = 15 °）的Alfvén谱比单色Alfvén波或大传播角Alfvén谱能更有效地加热质子和α粒子的垂直方向和平行方向的α粒子.
2021-08-16 astro-ph.SR physics.geo-ph physics.plasm-ph
Generation of Low Frequency Plasma Waves After Wave-Breaking
采用一维粒子模拟方法研究了冷等离子体中非相对论静电波在破碎区的时空演化。结果表明，在热等离子体中，波破碎后等离子体被加热，但仍有一小部分初始能量以BGK模的形式保留在馀波中。这项工作的一个有趣的发现是，所得到的BGK波的频率被发现是低于电子等离子体频率，随着初始振幅的增加而降低。此外，破波后的加速机制也被发现不同于以前的工作。为了解释在数值实验中观察到的结果，构造了一个简化的理论模型，该模型与模拟结果吻合得很好。这些调查有直接相关的尾场加速实验。
2017-08-03 physics.plasm-ph
Breaking of Large Amplitude Electron Plasma Wave in a Maxwellian Plasma
确定等离子体纵向相干振荡/波的最大可能振幅是非线性等离子体物理中的一个重要课题。这些大振幅等离子体波的振幅受到称为波破碎的现象的限制，所述波破碎可由若干非线性过程引起。它是由科菲[T。P. Coffey，Phys. Fluids 14，1402（1971）]，其使用电子的“水袋”分布，在温暖的等离子体中，最大电场幅度和密度幅度隐含地取决于电子温度，称为Coffey极限。本文采用一维粒子模拟（PIC）方法，数值研究了电子速度分布为麦克斯韦分布的均匀温等离子体中大振幅自由运动电子等离子体波的破缺。据发现，科菲的传播波的解决方案，这是来自使用“水袋”分布的电子，也代表传播波麦克斯韦等离子体。通过加载不同初始温度的麦克斯韦速度分布，验证了Coffey的破波极限。波破碎和粒子捕获之间的明确对应关系。我们的模拟结果也与B. S.鲍尔A. Y. Wong，V. K. Decyk和G. Resenthal [Phys. Rev. Lett. 68，3706（1992）]。
2017-12-08 physics.plasm-ph
Particle-in-Cell Modeling of Laser Thomson Scattering in Low-Density Plasmas at Elevated Laser Intensities
非相干汤姆逊散射是一种非侵入性技术，常用于测量局部等离子体密度。在低密度、低温等离子体中，对于足够的激光强度，激光可能会通过有质动力扰动局部电子密度，导致诊断变得侵入并导致错误的结果。这种效果的理论模型进行了验证数值通过准中性等离子体的动力学模拟，使用粒子在细胞技术。
2018-03-16 physics.plasm-ph
Excitation and breaking of relativistic electron beam driven longitudinal electron-ion modes in a cold plasma
利用一维流体模拟技术研究了冷等离子体中相对论强电子-离子模的激发和破缺。为了激发该模式，我们使用了相对论刚性均匀电子束，该电子束以接近光速的速度在等离子体中传播。据观察，由电子束激发的尾波是相同的相应Khachatryan模式，在冷等离子体中的相对论电子-离子模式。在模拟中还可以看到，激发的电子-离子模式的数值分布随着时间的推移逐渐修改，并最终在几个等离子体周期后中断，在密度分布中表现出爆炸行为。这是一个众所周知的现象，称为波浪破碎。结果表明，这些模式的数值破波极限远低于其解析破波极限。数值和解析的波浪破碎极限之间的差异已被理解的相位混合过程的模式。从模拟中获得的相位混合时间（或波破碎时间）也被缩放为光束参数的函数，并发现遵循分析缩放。
2020-02-22 physics.plasm-ph
Breaking symmetry in propagation of radially and azimuthally polarized high power laser pulses in underdense plasma
通过三维粒子模拟和忽略Kerr非线性效应，证明了相对论强度的方位或径向偏振激光脉冲（RPP）在欠密等离子体中的传播是不稳定的。在横向均匀等离子体中，RPP发生强脉冲调制，其增量为$Γ$，接近于众所周知的依赖于加速度$α$和调制密度梯度长度$L$的增量为$Γ\approx (α/L)^{1/2}$。在深等离子体通道中，不稳定性消失了。研究了激光尾流对电子自注入和加速的影响。
2017-05-02 physics.plasm-ph
Towards a model of incoherent scatter signal spectra without averaging over sounding runs
本文提供了一个非相干散射信号谱模型，而不需要对接收信号进行平均。该模型基于介质介电常数不规则性对无线电波的单次散射理论和等离子体热不规则性的动力学理论。所提出的模型是针对单站测深的情况而得到的。该模型表明，接收信号的主要贡献是由离子数相密度的某些空间谐波引起的离子声波。该模型通过介质的宏观特性解释了信号谱的宽度和形式，并通过离子数相密度的特性解释了其精细的峰状结构。引入重量体积的概念来定义在对散射信号的形成做出主要贡献的离子数相密度的空间谱中的波矢量和速度的域。这个重量取决于天线方向图、探测信号的形式、频谱处理的时间窗口以及电离层等离子体宏观参数：电子和离子温度、离子组成和漂移速度。在附加离子数相密度假设的前提下，利用伊尔库茨克非相干散射雷达数据对模型进行了检验。试验结果表明，该模型与试验结果吻合较好.
2002-08-01 physics.ao-ph physics.plasm-ph
Relativistic electron beam driven longitudinal wake-wave breaking in a cold plasma
利用一维流体模拟技术研究了均匀冷等离子体中相对论电子束驱动尾流场的时空演化。观察到尾波逐渐发展并最终破裂，在密度分布中表现出尖锐的尖峰，在电场分布中表现出类似锯齿的特征[1]。本文表明，激发尾场是一种双曲Akhiezer-Polovin模[2]，它的陡化（破缺）可以用相对论质量变化效应引起的该模的相位混合来理解。进一步研究了相混合时间（破碎时间）作为束流密度和束流速度的函数，发现它遵循文献[1]中提出的公知的标度。[3]。
2016-01-12 physics.plasm-ph
Inertial blob-hole symmetry breaking in magnetised plasma filaments
磁化等离子体细丝的传播速度之间的对称性打破大的积极（斑点）和消极（孔）的振幅，所暗示的尺寸分析缩放，研究与全球（“全N”）非Boussinesq陀螺流体计算，其中包括有限的惯性效应，通过非线性极化。平坦密度背景上的交换斑点具有更高的惯性，并且比空穴传播得更慢。在存在足够大的密度梯度的情况下，效果是相反的：斑点沿着梯度加速，而空穴沿着梯度传播的速度减慢。漂移波斑点传播他们的初始涡迅速发展成一个充分发展的湍流状态，而初级孔可以保持相干许多涡流周转时间。结果承担等离子体边缘带状流演化和托卡马克刮脱层输运的影响。
2015-02-19 physics.plasm-ph
Self-organization and symmetry-breaking in two-dimensional plasma turbulence
本文在磁流体力学的框架内研究了二维磁化等离子体的自发自组织，特别强调了由约束边界形状引起的磁致破缺。这是量化的角动量，这被证明是快速和自发地产生的初始条件下，只要没有角动量的几何形状缺乏轴对称。通过考虑圆形、正方形和椭圆形边界来说明这种效果。结果表明，在非轴对称的几何形状的角动量的产生可以通过增加磁压力增强。雷诺数越大，这种影响越强。先前在低雷诺数下观察到的磁角动量（或角场）的产生在较大雷诺数下变得较弱。
2010-09-13 physics.plasm-ph
Breaking of Large Amplitude Relativistically Intense Electron Plasma Waves in a Warm Plasma
本文用一维相对论粒子模拟程序研究了有限电子温度对大振幅相对论强电子等离子体波的时空演化和破缺的影响。我们发现，对于相位速度为$γ_ϕ\ll 1 + \frac{k_BT_e}{mc^2}$，波阻尼在几个等离子体周期，基本上遵循相对论朗道阻尼率预测的Buti。在相反的制度（即$γ_ϕ\gg 1 + \frac{k_BT_e}{mc^2}$），我们已经观察到，波传播通过系统的一个长的时间段，并在小的振幅限制遵循相对论性的温暖等离子体色散关系。此外，我们已经证明，在相同的制度（即$γ_ϕ\gg 1 + \frac{k_BT_e}{mc^2}$），对于相速度小于光速$c$，像冷等离子体Akhiezer-Polovin波，在一个温暖的等离子体也，相对论强烈的波打破通过相位混合时，由一个任意小幅度的纵向扰动扰动。使用模拟结果，我们还表明，在温暖的等离子体中的相混合时间尺度可以解释使用道森的非相对论性冷不均匀等离子体，这是基于相邻的振荡器构成的波的相位运动的相混合时间的公式。
2018-02-15 physics.plasm-ph
Effect of Ion Motion on Breaking of Longitudinal Relativistically Strong Plasma Waves: Khachatryan mode revisited
本文通过一维流体模拟研究离子运动对相对论强空间电荷波演化的影响，发现 Khachatryan 模式会因相位混合而在远低于理论破碎极限的振幅下破碎，且破碎时间与波能量密度成反比。
2021-03-23 physics.plasm-ph
Monte Carlo simulation method for incoherent Thomson scattering spectra from arbitrary electron distribution functions
本文提出了一种基于宏粒子的蒙特卡洛方法，用于计算任意电子分布下的不相干汤姆孙散射光谱，并通过对比验证展示了其可靠性。
2025-11-21 physics.plasm-ph
Laser-plasma acceleration beyond wave breaking
激光尾波场加速器依靠非线性等离子体波的极高电场来捕获电子并在短距离内将其加速到相对论能量。当受到足够强的驱动时，等离子体波会破裂，捕获大量支持其运动的背景电子。这限制了最大电场。在这里，我们介绍了一种新颖的等离子体波激发和尾场加速机制，该机制消除了这一限制，允许任意高的电场。该制度，使激光脉冲的时空成形，利用超光速相速度的非线性等离子体波不能捕获带电粒子，因此不受波破碎的属性。在这种制度下运行的激光尾场加速器提供了独立于等离子体密度的能量可调谐性，并且可以容纳由现代和计划的高功率短脉冲激光系统提供的大激光振幅。
2020-08-20 physics.acc-ph physics.plasm-ph
Symmetry breaking in MAST plasma turbulence due to toroidal flow shear
与托卡马克等离子体的微分环向旋转相关的流动剪切破坏了由磁平衡的上下对称性所施加的湍流波动的基本对称性。使用实验束发射光谱（BES）的测量和gyrokinetic模拟，这种对称性破缺的离子尺度的湍流MAST表现为倾斜的空间关联函数和有限的倾斜的波动密度场的分布。倾斜是平均流对湍流结构的“剪切”的统计表示。分布的偏斜度与剪切、近边缘等离子体湍流中长寿命密度结构的出现有关。在何种程度上，这些影响是明显的争论（与模拟的帮助下）依赖于从非线性稳定阈值的距离。远离阈值，对称性被有效地恢复。
2016-10-13 physics.plasm-ph
On the interaction of the electromagnetic radiation with the breaking plasma waves
由于多普勒效应和非线性效应，电磁波与运动的带电粒子流的奇异性相互作用时，会发生反射、吸收和频率变化。在非均匀速度等离子体流中，由于非线性效应，在有限振幅朗缪尔波破碎过程中会出现与焦散线相对应的奇异性。系统地分析了电磁波的破碎机制和焦散线的形成，并计算了电磁波的反射系数。
2008-07-07 physics.flu-dyn physics.gen-ph physics.plasm-ph
Potential structure of a plasma hole in a rotating magnetized plasma
在美国国家聚变科学研究所的线性ECR等离子体装置HYPER-I中，我们观察到了旋转磁化等离子体中稳态涡旋结构的自发形成。该涡旋在其中心出现一个深的密度腔，即等离子体孔，并被确定为粘性流体中的耗散涡旋（Burgers涡旋）[1]。由涡量分布和离子流场估算的运动粘度比经典值高4个数量级，这可能是由于德拜屏蔽不足或准中性破缺所致.在这里，我们提出的潜在的测量结果和评估准中性打破。结果表明，该势具有钟形轴对称结构，其最大值超过5 Te。用泊松方程计算了准中性破缺程度，其值比实验室常用等离子体的值大3个数量级。这种准中性破缺产生的强电场驱动等离子体空穴的超声速旋转。应该提到的是，在等离子体孔的周围区域中的准中性破缺的程度与通常的实验室等离子体相当。因此，等离子体空穴可以看作是由准中性等离子体包围的非中性核结构。研究非中性等离子体和准中性等离子体的连通结构，特别是它们之间的界面层的涨落是一个很有意义的课题。我们的初步观察表明，在界面层中存在明显的波动。[1]K. Nagaoka，A. Okamoto，S. Yoshimura，M. Kono和M. Y. Tanaka，Phys. Rev. Lett. 89（2002）075001
2004-10-19 physics.plasm-ph
Resonant Compton scattering of electromagnetic waves in a quantum plasma
本文利用集体Klein-Gordon-Maxwell模型研究了量子等离子体中静电模式下γ射线区的类拉曼过程对相干电磁波的共振散射。最不稳定的模式的增长率进行了理论计算，结果被发现是更有效的比非相干康普顿散射的电磁波的临界振幅以上的单个电子。该模型不能预测存在于Klein-Gordon-Maxwell模型中的拉曼散射。这些结果与在即将到来的实验室实验或天体物理物体中产生的相干伽马射线有关。
2013-05-30 physics.plasm-ph
Insight of breaking of powerful axisymmetrically-polarized laser pulses in under-dense plasma
实验表明，轴对称偏振（径向偏振或方位偏振）的相对论强激光脉冲（ALP）与欠密等离子体的相互作用不同于传统的高斯脉冲相互作用。在散射激光的不同光谱中以及在焦斑附近的二次谐波的强侧发射的外观中清楚地观察到差异。根据3D粒子模拟，这是ALP在低密度等离子体中传播不稳定的结果。因此，ALP对电子的激光尾场加速效率低于高斯激光脉冲，但ALP可能对有效的电子自注入感兴趣。
2015-11-03 physics.plasm-ph
Ultrahigh Light Intensification by a Counter-Propagating Breaking Plasma Wave - Relativistic Flying Parabolic Mirror
提出了一种利用激光脉冲压缩、载波频移和相对论飞行抛物柱面镜对向传播的破断等离子体波聚焦产生超强电磁场的方法。这种方法使我们能够实现量子电动力学临界场（Schwinger极限）与现代激光系统。
2003-09-13 physics.comp-ph physics.gen-ph physics.plasm-ph
Longitudinal wave-breaking limits in a unified geometric model of relativistic warm plasmas
利用协变的Vlasov-Maxwell系统研究了相对论性温等离子体波的破缺。由Katsouleas和Mori（KM）提出的著名的相对论性暖等离子体理论被包含在时空上的“水袋”范式的统一几何表述中。我们计算的最大振幅$E_\text{max}$的非线性纵向电波的一个特定类别的水袋，其几何形状是一个简单的三维推广（速度）的1维KM水袋（速度）。众所周知，$\lim_{v\to c}E_\text{max}$的值（等离子体电子的有效温度保持不变）发散的KM模型，然而，我们表明，某一类简单的三维水袋产生一个有限的值为$\lim_{v\to c}E_\text{max}$，其中$v$是波的相速度和$c$是光速。
2009-08-31 physics.acc-ph physics.plasm-ph
Collective stimulated Brillouin backscatter
建立了激光聚变等离子体中时空部分非相干激光束受激布里渊后向散射（BSBS）不稳定性的统计理论。在长尺度激光聚变等离子体中，我们发现了一种新的背散射受激布里渊散射机制，其阈值比相干光的经典阈值大得多。不稳定性是集体的，因为它不依赖于激光强度的孤立散斑的动力学，而是依赖于平均光束强度。我们确定对流和绝对不稳定制度。在非相干阈值以上，相干不稳定性增长率得到恢复。对流不稳定性的阈值内的典型参数区域的国家点火装置（NIF）的设计，虽然目前的NIF带宽是不够大，以确保集体不稳定的主导地位，并建议较低的不稳定性阈值，由于斑点的贡献。相比之下，我们估计KrF激光为基础的融合系统的带宽将足够大。
2007-10-02 physics.plasm-ph
Pattern formation and spatiotemporal chaos in relativistic degenerate plasmas
Visva-Bharati University（维斯瓦·巴拉蒂大学）
研究揭示了相对论等离子体中电磁波与低频电子声波的非线性相互作用，发现其可能形成时空混沌而非稳定孤子，揭示了天体等离子体湍流的起源。
2026-01-19 nlin.CD nlin.PS physics.plasm-ph
Controlling the generation of high frequency electromagnetic pulses with relativistic flying mirrors using an inhomogeneous plasma
本文提出了一种在逐渐不均匀等离子体中利用朗缪尔波（相对论飞镜）受控产生强高频电磁场的方法。波的破碎阈值取决于局部等离子体密度梯度。利用Particle-In-Cell模拟方法研究了电磁波经相对论反射镜反射后的压缩、啁啾和倍频过程。调整密度分布的形状使得能够控制反射光特性。
2012-09-18 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
Observation of 1-D time dependent non-propagating laser plasma structures using Fluid and PIC codes
本文报道了通过一维流体和粒子模拟在耦合激光等离子体系统中观察到的与时间相关的局域和非传播结构。据报道，这种结构的形成自发的结果之间的碰撞某些精确的孤子解决方案。它们被认为作为连贯的实体存活了很长一段时间，长达数百个等离子体周期。此外，还表明，这种时间依赖性也可以通过显著干扰Esirkepov等人[1]获得的精确非传播解所需的辐射场和密度场之间的微妙平衡来人工重建。随之而来的时间演变是一个有趣的相互作用的动能和场能量的系统。静电等离子体振荡与电磁场中的振荡耦合。然而，背景的不均匀性和相对论性质总是会产生大振幅的密度扰动，导致波的破碎。在流体模拟中，波浪破碎的特征可以通过总能量的下降来识别，总能量的下降显然会损失到网格中。PIC模拟被观察到紧密跟随流体模拟直到波破碎点。然而，在PIC模拟的情况下的总能量被认为是保持整个模拟守恒。在PIC的情况下，在波破碎处观察到颗粒获得热动能。有趣的是，即使在波破碎后，在高密度峰内具有捕获辐射的紧凑相干结构，继续存在于PIC和流体模拟中。虽然时间演变并不完全匹配的两个模拟，因为它之前的过程中的波破碎，所表现出的残余结构的时间依赖性功能的特征是相似的。
2017-08-04 physics.plasm-ph
Transformer ratio growth due to ion motion in plasma wakefield accelerators
本文报告了等离子体尾场加速器中Langmuir波破裂导致加速电场增强的反直觉效应，其机制是横向波破裂时通过电子的集体流入与单独流出从邻近区域汲取能量。
2023-11-21 physics.acc-ph physics.plasm-ph
Magnetically confined charged particles: From steep density profiles to the breaking of the adiabatic invariant
Aix Marseille Univ, Université de Toulon, CNRS, CPT（艾克斯-马赛大学，土伦大学，法国国家科学研究中心，理论物理中心）；CEA, IRFM（法国原子能和替代能源委员会，核聚变国际研究设施）
本研究探讨了磁约束等离子体中粒子轨迹稳定性及临界不变量破坏的机制，揭示了燃烧等离子体中高能粒子混沌动力学对回旋动能学建模基础的影响。
2025-12-22 physics.plasm-ph
Instability Versus Equilibrium Propagation of Laser Beam in Plasma
我们得到，第一次，前向受激布里渊散射的空间和时间非相干激光束的不稳定性，控制统计平衡和非平衡（不稳定）的自聚焦光束传输制度之间的过渡的分析理论。稳定性边界可作为惯性约束聚变设计的综合指导。以及进入稳定的制度，角扩散系数的解析表达式，这提供了一个必不可少的修正光束传输的几何光学近似。
2003-12-09 nlin.CD nlin.PS physics.optics
Nonlinear Dynamics of Relativistically Intense Cylindrical and Spherical Plasma Waves
利用Dawson片模型[J. M. Dawson，Phys.Rev.113，383（1959）]。研究发现，圆柱形和球形空间电荷振荡打破通过相位混合的过程中，在一个任意小的振幅，由于几何和相对论质量变化效应引入的非谐性。相位混合时间（波破碎时间）的一般表达式已被推导出来，它示出，对于这两种情况下，它的规模与初始波振幅的立方成反比。最后用一个基于Dawson薄板模型的数值程序验证了这种解析解的正确性。
2018-04-11 physics.plasm-ph
Breaking seed dormancy in Mediterranean Brassica rapa wild populations: is cold plasma treatment efficient?
GEVES, Station Nationale d'Essais de Semences（GEVES国家种子试验站）；Sorbonne Université（索邦大学）；University of Palermo（巴勒莫大学）；University of Sciences and Technology Houari Boumediene USTHB（胡阿里·布迈丁科学技术大学）；IGEPP Institut de Génétique Environnement et Protection des Plantes Bretagne-Normandie（布列塔尼-诺曼底植物遗传环境及保护研究所）
本研究通过比较三种方法发现冷等离子体处理能更有效地打破Brassica rapa种子休眠，提高发芽率和发芽速度。
2025-12-28 physics.bio-ph physics.plasm-ph
Propagation of Ultra-Intense Laser Pulses in Near-critical Plasmas: Depletion Mechanisms and Effects of Radiation Reaction
虽然，对于目前的激光脉冲能量，弱非线性制度的LWFA是已知的最佳达到最高可能的电子能量，即将到来的大型激光系统的能力将提供运行高度非线性制度的激光脉冲传播在欠密或近临界等离子体的可能性。使用扩展的粒子在细胞（PIC）模型，考虑到所有相关的物理，我们表明，这样的制度可以实现与外部引导一个相对较长的传播距离，并允许稳定的激光能量转换成其他类型的能量，包括大量的高能电子的动能和它们的非相干发射的光子。尽管激光脉冲的高强度触发了许多新的能量耗尽机制，但我们系统地研究了这些机制。
2017-04-05 physics.plasm-ph
Mass for Plasma Photons from Gauge Symmetry Breaking
本文用具有两个矢量场（规范场）的量子场论导出了非磁化等离子体波中光子的有效质量。为了正确定义量子场的自由度，我们重新推导了光场规范下的经典波动方程。这是必要的，因为在量子场论中，通常的电磁标量势不是一个呈现负能量本征态的物理自由度。我们还考虑了背景局部流体度量，允许协变处理的问题。由于局部流体度规，纵向（等离子体激元）和横向光子的不同质量在我们的框架中。我们应用作者最近提出的规范对称性破缺产生质量的机制，给第二个矢量场（规范场）一个非平凡的真空期望值。德拜长度$λ_D$被解释为一个有效的紧化长度，我们计算一个显式的解决方案，对应于特定的质量本征值的大规范变换在这里导出。利用通常的量子场论正则量子化，我们得到了文献中通常的结果。虽然这些成分对物理学家来说都不是新的，但据作者所知，这是第一次将这种结构应用于等离子体物理。我们还给出了一个物理解释（和实现）的第二个矢量场的等离子体背景的已知的物理现象。附录：给出了公式（10）错误的简短证明，因此公式（12-17）没有意义。其余的结果是正确的非磁化等离子体来自协变QFT框架的通用推导。
2009-04-10 hep-th physics.plasm-ph
Nonlinear adiabatic electron plasma waves. II. Applications
在这篇文章中，我们使用了在配套文件[M. Tacu和D. Bénisti，Phys. Plasmas（2021）]，以解决有关非线性电子等离子体波（EPW）的几个长期存在的问题。首先，我们讨论的相关性，和实际用途，固定的解决方案的Vlasov泊松系统，所谓的伯恩斯坦-格林-克鲁斯卡尔模式，模型缓慢变化的波。其次，我们推导出了一个上界的EPW生长在初始麦克斯韦等离子体的破波极限。此外，我们显示了一个简单的依赖性，这个限制作为一个功能的$kλ_D$，$k$是波数和$λ_D$的德拜长度。第三，我们明确地推导出包络线方程统治的缓慢增长的等离子体波的演变，接近破波极限的振幅。第四，我们估计增长的横向波数导致波前弓通过求解非线性，非平稳，光线追迹方程的EPW，连同一个简单的受激拉曼散射模型。
2022-05-04 physics.plasm-ph
Nonlinear symmetry breaking in electron temperature gradient driven turbulence
非线性对称性破缺可能发生在具有两个或多个状态的系统中，其线性动力学表现出某些对称性，其中一个是非线性的。我们已经确定了一个制度的电子温度梯度（ETG）不稳定性的托卡马克等离子体与圆形同心通量表面，有其最大的增长率在一个有限的气球角，建立一个对称性，非线性打破有利于一个符号的气球角。这是第一个例子的非线性对称性破缺的漂移不稳定性的模拟在没有外部施加的流动剪切或不对称的等离子体柱。
2020-05-29 physics.comp-ph physics.plasm-ph
Suppression of stimulated Raman scattering by angularly incoherent light, towards a laser system of incoherence in all dimensions of time, space, and angle
激光等离子体不稳定性是激光驱动惯性约束聚变（ICF）实现高增益可预测、可重复聚变的主要障碍之一。这是我们第一次用三维粒子模拟分析和证实了角不相干比ICF研究中常用的时间不相干和空间不相干对不稳定性增长率有更强的抑制作用。对于我们计算中使用的模型，受激拉曼散射和驱动脉冲之间的最大场比从具有单个非零拓扑电荷的拉盖尔-高斯脉冲的0.2下降到具有角动量扩展和随机相对相位的超轻弹簧的0.05。特别地，角不相干不会引入额外的不期望的热电子。这开辟了一种利用角动量扩散的光来抑制LPI的新方法，并为在时间、空间和角度的所有维度上具有不相干性的超轻弹簧的低LPI激光系统铺平了道路。
2022-11-22 physics.optics physics.plasm-ph
Gyrotropy-Induced Symmetry Breaking of Erosion Hot Spots on Antenna Limiters during High-Power Tokamak RF Operation: Mechanisms and Mitigation Strategies
本文揭示了高功率托卡马克ICRF天线限制器热点不对称性源于波物理的回旋各向异性，提出通过控制极向相位或修改限制器形状可使其总侵蚀量较现有设计减少约2倍。
2025-09-16 physics.plasm-ph
Glow and dust in plasma boundaries
鞘层区域探测在不同的复杂的等离子体实验中使用尘埃粒子除了测量的光发射源自等离子体。光发射的局部最大值与鞘层边界处准中性的破裂相吻合，这一点由从尘埃粒子轨迹重建的垂直力分布图以及悬浮在电介质盒中的高密度尘埃云中的尘埃密度波的局部发作所指示。
2013-01-11 physics.plasm-ph
Wavebreaking amplitudes in warm, inhomogeneous plasmas revisited
利用一维粒子模拟程序研究了电子温度对非均匀等离子体中非线性等离子体振荡时空演化的影响。与传统观点相反，我们发现对于非均匀等离子体，存在一个临界电子温度值，超过这个值就不会发生波破碎。这个新的结果，这是相关的，今天的激光等离子体实验，已解释的基础上，电子热压力和背景不均匀性之间的相互作用。
2020-10-10 physics.plasm-ph
An analytical optimization of plasma density profiles for downramp injection in laser wake-field acceleration
Università di Napoli “Federico II”（那不勒斯费德里科二世大学）；INFN, Sez. di Napoli（意大利国家核物理研究所那不勒斯分部）；Extreme Light Infrastructure - Nuclear Physics, IFIN-HH（极亮基础设施-核物理，IFIN-HH）
本文提出一种多步骤分析方法，通过改进的全相对论平面模型优化等离子体初始密度，以控制等离子体波的部分波破并最大化电子束的加速。
2026-03-14 physics.acc-ph physics.plasm-ph
High-energy acceleration phenomena in extreme radiation-plasma interactions
本文通过粒子网格模拟研究极端辐射-等离子体相互作用中的高能加速链，揭示康普顿散射、电荷分离场及韦伯不稳定性驱动的电子加速机制，并给出解析描述。
2023-09-01 astro-ph.HE physics.plasm-ph
Relativistic spherical plasma waves
紧聚焦的激光脉冲在低密度等离子体中发散或会聚时会产生尾波，其局部结构为球面波。在这里，我们报告的理论研究的相对论性球面尾波及其性质，包括波破碎。这些波可能适合作为粒子注入器或飞行镜，既反射又聚焦辐射，从而实现独特的X射线源和非线性QED现象。
2011-01-26 physics.plasm-ph
Fast Radio Bursts produced during collapse of macroscopic X-mode in magnetized pair plasma
Department of Physics and Astronomy, Purdue University（普渡大学物理与天文系）
本文证明在强磁化对等离子体中，非线性长波X模因折射率非线性和有质动力发生波坍缩，产生短时亮电磁脉冲，解释快速射电暴起源。
2026-06-15 astro-ph.HE physics.plasm-ph
On the conditions for the breaking of oscillations in a cold plasma
本文研究了冷等离子体中电子平面一维相对论振荡的拟线性双曲型方程组的柯西问题。对于一些简化的提法的问题，一个整体的时间解的存在性的标准。对于原问题，找到了光滑性损失的充分条件，以及解至少在时间$ 2 π$内保持光滑的充分条件。此外，它表明，在一般情况下，任意小的微扰的平凡状态导致在有限的时间内形成的奇点。进一步证明了存在特殊的初始数据，使得相应的解始终保持光滑，即使在相对论的情况下。空间中的周期性行波给出了这种解的一个例子。为了使这样的波是平滑的，波的速度必须大于取决于初始数据的某个常数。然而，一般形式的任意小扰动破坏了这些全球时间光滑的解决方案。数值例子说明了奇异性的解决方案的性质。
2020-12-09 math-ph math.AP math.MP
Optimization of a fast rotating target to produce kHz X-ray pulses from laser-plasma interaction
本文报道了利用韧致辐射产生超短非相干X射线脉冲的快速旋转靶的研制。这些短X射线脉冲是在重复频率为1 kHz的Ti：Sa激光器的35 fs、1 mJ脉冲与固体金属靶的激光-等离子体相互作用中产生的。在本文中，我们报告了我们的发展，以提高这种微米尺寸的超短X射线源的稳定性。由于瑞利长度非常小（<15微米），旋转平台的摆动可以降低目标上的强度并改变源的特性。我们描述了我们已经开发的方法来测量和调整目标上的焦点的稳定性。这些进展对研制高平均功率和稳定性好的光源具有重要意义。X射线源具有宽的类麦克斯韦分布，温度约为10 - 40 KeV，并且可以用于高级X射线成像，例如吸收或相位对比断层摄影。
2018-04-27 physics.ins-det physics.plasm-ph
Trajectory crossing in low density plasmas due to interaction with a long ultrarelativistic beam of charged particles
由带电粒子的长束驱动的等离子体波的破裂导致电子射流从等离子体柱逃逸并形成电子晕。对于等离子体密度小于或束密度的顺序，这个过程是很好地描述了一个半解析模型，它同意模拟，并允许计算的位置的波破碎点，并确定周围的等离子体柱所占据的晕的区域。
2021-08-17 physics.acc-ph physics.plasm-ph
