Correlation Effects on the Temperature Relaxation Rates in Dense Plasmas
我们提出了一个等离子体中电子和离子之间的温度弛豫速率模型。该模型自洽地考虑了粒子屏蔽效应、电子简并度以及电子与离子之间的关联。我们成功地验证了该模型在广泛的等离子体耦合对分子动力学模拟的经典等离子体的带相同电荷的电子和离子。我们目前的弛豫率在稠密的氢和计算表明，虽然电子-离子相关效应是不可缺少的，在任何密度和温度的经典，带电荷的等离子体，量子衍射效应在稠密的氢等离子体中占上风的电子-电子相关效应。
2009-03-18 physics.plasm-ph
Excitation of multiple wakefields by short laser pulses in dense plasmas
本文从理论上研究了在稠密等离子体中传播的短电磁脉冲的有质动力对多个静电尾波场的激发。结果表明，引入量子统计压力和量子电子隧穿效应可以定性地改变尾场的经典行为。除了公知的等离子体振荡尾场，具有电子趋肤深度的数量级的波长，其在致密等离子体中为几纳米的数量级，还激发了具有较短波长的致密等离子体中的尾场。尾波场可以捕获电子并将其加速到纳米级的极高能量。
2009-04-02 physics.plasm-ph
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
Coulomb Log for Conductivity of Dense Plasmas
库仑对数（log Λ）近似被广泛用于近似稠密等离子体中的电子输运系数。它是动量输运截面的经典近似。在致密等离子体中的电导率的这种近似的准确性进行评估，通过比较完全量子力学计算现实的散射电位。结果表明，当log Λ > 3时，经典近似的精度可达+/-10%，与等离子体种类无关。然而，log Λ > 3对应的热力学状态（密度和温度）强烈依赖于材料。对于增加的Z，log Λ对于增加的高温和较低的密度大于3。
2018-08-21 physics.plasm-ph
Atomic population kinetics in the context of XUV/X-ray free electron laser generating warm dense matter and strongly coupled plasmas
本文提出用密度矩阵方法计算稠密等离子体（即热稠密物质和强耦合等离子体）中自电离态的原子光谱性质。这是由于在计算自电离态的原子布居数时考虑等离子体电荷成分产生的微电场的影响的重要性。对于自电离态，电子密度证明统计方法超过固体密度带来严重的怀疑，即使在致密的等离子体的统计方法。这也导致标准方法框架中的谱线形状的变化。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。
2017-02-02 physics.plasm-ph
Dense plasma opacity via the multiple-scattering method
用自洽的等离子体物理模型计算热稠密等离子体的光学性质是高能量密度科学的一个重大挑战。在这里，我们利用最近开发的电子结构模型，使用多重散射理论来解决密集等离子体的Kohn-Sham密度泛函理论方程。我们计算不透明度在这个政权，验证的方法，并将其应用到最近的实验测量不透明度的铬，镍，铁。Cr和Ni在准连续体区域中发现了很好的一致性，而自洽的等离子体物理的方法不能解释Fe的模型和实验之间观察到的差异。
2022-01-06 physics.plasm-ph
Nonlinear Saturation of the Weibel Instability in a Dense Fermi Plasma
本文研究了具有各向异性费米-狄拉克分布的稠密等离子体中强磁场的产生。为此，我们对Wigner-Maxwell稠密量子等离子体系统中的横波采用了一种新的线性色散关系。色散关系的数值分析揭示了作为费米能和温度各向异性的函数的生长速率的缩放。通过完全动力学模拟发现了磁场的非线性饱和水平，这表明磁场的最终幅度与不稳定性的线性增长率成正比。这些结果对于理解稠密费米等离子体中强磁场的起源，例如下一代强激光-固体密度等离子体实验中的强磁场起源具有重要意义。
2008-03-07 physics.plasm-ph
Response of narrow cylindrical plasmas to dense charged particle beams
本文采用线性理论和数值模拟相结合的方法，研究了在较宽的等离子体密度范围内，径向轴对称等离子体对相对论带电粒子束的响应。我们提出了在稠密等离子体中产生的磁场的解析表达式，证明了尾场电位的消失以外的最外层等离子体电子的轨迹，并遵循尾场电位的变化，随着等离子体密度的降低。在高等离子体密度下，电子密度和径向电场的波前由于束流电荷和电流中和而发生畸变，而尾场电势和纵向电场的波前则没有畸变。在等离子体密度低于或束密度的顺序，多个电子流的发展等离子体内外，导致在非零的尾场电位等离子体柱周围。
2018-04-28 physics.plasm-ph
Stark profiles modeling of radiation lines originating from atomic autoionizing states in dense plasmas, solid state matter under short intense XUV/X-ray free electron laser irradiation
本文对稠密等离子体中自电离原子态斯塔克线轮廓的标准计算方法进行了修正。这是由于在计算自电离态的原子布居数时考虑等离子体电荷成分产生的微电场的影响的重要性，从而导致在标准理论的框架内对斯塔克线轮廓的计算进行修改。这是由于即使在稠密等离子体中，自电离原子态的性质也远离玻尔兹曼分布，这对标准斯塔克轮廓计算理论中使用的统计方法产生了严重的怀疑。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。
2017-02-09 physics.plasm-ph
Towards Advanced-fuel Fusion: Electron, Ion Energy >100 keV in a Dense Plasma
使用先进燃料的受控聚变需要在致密等离子体中平均电子和离子能量超过100 keV（相当于11亿K）。我们已经满足了这一要求，并证明了电子和离子的能量超过100千电子伏，在一个紧凑和廉价的密集等离子体聚焦装置。我们已经在等离子体“热点”或等离子体团中实现了这一点，在我们最好的结果中，密度约束时间能量积为5.0 × 1015 keVsec/cm 3，这是任何聚变实验的记录。我们用X射线探测器测量了电子能量，最终证明硬X射线是由热点产生的。
2002-06-04 physics.plasm-ph
MAICRM: A general model for rapid simulation of hot dense plasma spectra
本文的工作是在一般模型--多平均离子碰撞辐射模型（MAICRM）的基础上继续发展的。在这个模型中，一个平均离子被用来表征平均轨道占领和总人口的配置在一个单一的电荷状态。通过连续迭代求解两组速率方程得到平均离子的轨道占据和布居。在不同等离子体条件下计算的Au和Au等离子体光谱与DCA/SCA的计算结果吻合较好，而计算成本要低得多。
2020-12-25 physics.plasm-ph
Nonlinear collisional absorption of laser light in dense, strongly coupled plasmas
本文提出了一种新的理论方法来研究稠密等离子体中激光能量的碰撞吸收，它可以适应任意频率和高强度的激光场。建立了逆韧致辐射对激光的吸收与阻止本领之间的联系。这种关系，然后适用于包括强相关性超出了平均场的方法。结果表明，与分子动力学模拟非常高的耦合强度的协议。
2009-01-30 physics.plasm-ph
Link between K-absorption edges and thermodynamic properties of warm-dense plasmas established by improved first-principles method
通过精确的计算，将X射线K吸收边的变化转化为热力学性质的变化，可以利用X射线吸收技术定量表征温暖稠密等离子体的内部热力学性质，为惯性约束聚变等天体物理应用提供必要的信息。我们表明，这种解释可以通过改进的第一性原理方法来实现。我们的计算表明，K边的移动表现出选择性的热参数的敏感性，因此将是一个合适的温度指数温暖稠密等离子体。我们还表明，与其他实验工具相结合时，一个简单的模型，K-边缘的移动可以用来检测温暖的致密等离子体内部的不均匀性。
2015-02-21 physics.plasm-ph
Combinational processes in dense high-temperature plasmas
借助于完全电离的稠密高温等离子体的离子-离子赝势，考虑局域场、量子效应和集体效应，得到了不同非理想性参数值时折射率的实部和虚部对介电电容的依赖关系.
2004-07-07 physics.plasm-ph
Entanglement Fidelity Ratio for Elastic Collisions in Non-Ideal Two-Temperature Dense Plasma
研究了非理想稠密等离子体中电子-电子、离子-离子和电子-离子弹性相互作用的量子衍射和对称性对纠缠保真度的影响。采用分波分析和包含量子力学衍射和对称性效应的屏蔽相互作用势，得到了非理想稠密等离子体中的电场强度。结果表明，电子和离子的碰撞能量和温度对纠缠有破坏作用。事实上，通过降低任何粒子的温度，量子效应变得占主导地位，并且纠缠增长。同时，等离子体密度的增加导致纠缠比的增加。
2019-08-16 physics.plasm-ph
Screening of a test charge in a free-electron gas at warm dense matter and dense non-ideal plasma conditions
利用线性响应理论和局域场修正，基于从头算量子蒙特卡罗模拟数据，研究了在热稠密物质和稠密等离子体条件下部分简并非理想自由电子对试探电荷的屏蔽作用.通过与无规相位近似和Singwi-Tosi-Land-Sjölander近似的比较，对所得结果进行了分析。长波长近似的描述屏蔽的适用性进行了研究。讨论了电子交换关联效应对结构性质的影响以及线性响应理论中屏蔽势对离子动力学模拟的适用性。
2020-09-19 physics.plasm-ph
A unified concept of effective one component plasma for hot dense plasmas
无轨道分子动力学模拟用于对热致密等离子体的两种流行模型进行基准测试：单组分等离子体（OCP）和汤川模型。一个统一的概念出现在一个有效的OCP（eOCP）是从等离子体的短程结构构建。一个明确的电离和屏蔽长度可以被定义和用于Yukawa系统，它再现了具有有限压缩性的长程结构。同样，纵波的频散关系在波数为零时与屏蔽模型一致，但在波数较高时与OCP模型一致。此外，eOCP再现与离子运动相关的关联函数的整体弛豫时间尺度。在热稠密区，eOCP的统一概念可以卓有成效地应用于推导的属性，如状态方程，离子输运系数，和离子的功能，在X射线汤姆逊散射实验。
2016-02-22 physics.plasm-ph
On the representation of dense plasma focus as a circuit element
密集等离子体焦点是由电容器组供电的等离子体放电。标准诊断包括测量通过电容器组的电流的时间导数和电容器组连接两端的电压。这种诊断数据的解释往往涉及到一些假设的密集等离子体焦点表示为随时间变化的电感。电流导数波形的特征之一是相对尖锐的下降和相关联的尖锐电压尖峰。这通常被解释为等离子体的时变电感快速上升的结果。有时，异常等离子体阻抗被调用。这封信讨论了这种解释造成概念困难的情况。将稠密等离子体焦点表示为电路元件的第一性原理方法揭示了将等离子体焦点表示为时变电感的传统方法的一些基本问题。示出的异常阻抗是必要的，以占的动态阻抗的差异所隐含的随时间变化的电感在电路元件的表示和第一原理描述的基础上坡印廷定理。将等离子体的停滞后局部运动转换为三维磁场的发电机效应被证明有助于等离子体焦点的有效电感，并解决了观察到的概念上的困难
2021-04-02 physics.plasm-ph
Extended First-Principles Molecular Dynamics Method From Cold Materials to Hot Dense Plasmas
为了提高第一性原理分子动力学（FPMD）方法在稠密等离子体计算中的温度极限，提出了一种基于Kohn-Sham格式的扩展FPMD方法。该扩展方法将高能电子的波函数解析地视为平面波，从而将FPMD方法的应用扩展到热密等离子体区域，而不会遭受巨大的计算成本。此外，该方法继承了Kohn-Sham格式的高精度，并保留了电子结构的信息。这使得扩展方法在计算电离势、X射线吸收/发射光谱、不透明度和高Z密度等离子体的降低方面具有优势，这些都是天体物理学、惯性约束聚变工程和实验室天体物理学特别感兴趣的。
2016-09-07 physics.plasm-ph
Wide-Aperture Dense Plasma Fluxes Production Based on ECR Discharge in a Single Solenoid Magnetic Field
本文介绍了在单线圈磁场中ECR放电作为射频和螺旋放电的替代方法产生大口径稠密等离子体通量的实验研究结果。证明了在该系统中获得大口径高密度氢等离子体通量横向均匀分布的可能性。讨论了利用该系统获得强流离子束的前景。
2019-12-10 physics.plasm-ph
Non-Markovian quantum kinetic simulations of uniform dense plasmas: mitigating the aliasing problem
Institut für Theoretische Physik und Astrophysik, Christian-Albrechts-Universität zu Kiel（基尔大学理论与天体物理研究所）
本文提出用非马尔可夫量子动力学方程模拟非平衡稠密等离子体，通过抑制混叠效应解决传统方程无法准确描述相关效应的问题。
2025-01-21 physics.plasm-ph
Dense electron-positron plasmas and bursts of gamma-rays from laser-generated QED plasmas
在模拟12.5PW激光（聚焦强度I = 4x10^23W/cm^2）撞击固体铝靶的过程中，10%的激光能量转化为伽马射线。产生了密度最大为10^26/m^3的稠密电子-正电子等离子体，比1 PW激光产生的纯电子-电子+等离子体密度高7个数量级。当激光功率增加到320 PW（I = 10^25W/cm ^2）时，40%的激光能量转化为γ射线光子，10%转化为电子-正电子对。在这两种情况下，量子电动力学发射过程和等离子体物理之间都有很强的反馈;在这些相互作用中达到了新的“量子电动力学-等离子体”制度的定义特征。
2013-04-19 physics.plasm-ph
Atomic models of dense plasmas, applications and current challenges
本文综述了从理想到强耦合及压力电离等离子体的原子模型，指出其局限性，并重点探讨稠密等离子体中原子过程（如涨落、通道混合、集体现象及压力电离对碰撞的影响）的建模挑战。
2023-12-22 physics.plasm-ph
Charge State Distributions in Dense Plasmas
针对热稠密量子等离子体中 Saha-Boltzmann 模型失效的问题，本文提出含轨道弛豫组态能量的变分电荷态分布模型，以较低成本实现与平均原子计算较高保真度的一致结果。
2020-09-24 physics.plasm-ph
Ionization potential depression and dynamical structure factor in dense plasmas
浸没在等离子体环境中的束缚电子系统的性质被周围的等离子体强烈地改变。在量子统计理论的框架内，电离能这一基本量的修正由电子自能和动力学屏蔽来描述。引入离子动力学结构因子作为离子微场的指标，我们证明了离子相关性和涨落在确定电离势降低中起着关键作用。这对于具有大的质量和电荷不对称性的不同离子的混合物尤其如此。计算了致密的铝等离子体以及CH等离子体的电离势凹陷，并与迄今为止使用的实验数据和更多的唯象方法进行了比较。
2017-07-05 physics.plasm-ph
Temperature Equilibration Due to Charge State Fluctuations in Dense Plasmas
稠密等离子体中离子的电荷态由于碰撞电离和复合而发生波动。在这里，我们将展示如何通过修改离子相互作用势，这些波动可以调解等离子体电子和离子之间的能量交换。此外，我们发展了一种新的电子-离子能量转移机制的理论。使用随机游走方法的波动的计算表明，从电荷状态波动的能量交换率可以直接电子-离子碰撞。然而，这种机制，预测表现出复杂的依赖于等离子体的温度和电离状态，这可能有助于我们理解的显着变化的平衡时间的实验测量。
2021-07-14 physics.plasm-ph
Model for the electrical conductivity in dense plasma mixtures
本文提出了一种新的不含可调参数的混合离子稠密等离子体电导率模型。该模型以物种的温度、质量密度和相对丰度为输入。它考虑到部分电离，离子结构，和核心价正交性，并使用量子力学计算的截面。比较现有的高保真度，但计算昂贵的方法显示出良好的协议。新模型计算效率高，可以达到高温。一个新的混合规则也提出了合理准确的高温等离子体混合物的电导率。
2020-01-31 physics.plasm-ph
Ionic and electronic transport properties in dense plasmas by orbital-free density functional theory
我们验证了我们最近的无轨道密度泛函理论（DFT）方法的应用，[物理评论Lett。113，155006（2014）]，用于计算致密等离子体的离子和电子输运性质。为此，我们计算了氢和铝等离子体的自扩散系数，粘性系数，电导率和热导率，以及反射系数。非常好的协议，发现与轨道为基础的Kohn-Sham DFT计算在较低的温度。由于该方法不随温度变化，因此我们可以在比Kohn-Sham方法高得多的温度下产生结果。我们的结果为温暖的致密铝在固体密度是不一致的，最近的实验结果报告的Sperling等人。115，115001（2015）]。
2015-10-02 physics.plasm-ph
Particle-in-cell simulations of laser beat-wave magnetization of dense plasmas
具有接近环境等离子体频率的差频的两个激光器的相互作用产生可以共振地加速热电子的拍波。这些拍波可以用来驱动电子流，从而在等离子体中嵌入磁场[D. R. Welch等人，物理修订版信函109，225002（2012）]。在本文中，我们提出了二维粒子模拟的拍频波电流驱动过程中注入的激光，激光强度和等离子体密度之间的角度范围很广。我们讨论了这种技术的应用，致密等离子体的磁化，特别是由形成高β等离子体目标的问题，在一个对峙的方式磁惯性聚变的动机。利用微米级波长的激光将磁场嵌入$\sim 10^{18}$ -cm $^{-3}$ -密度等离子体的近期实验的可行性进行了评估。
2014-01-22 physics.plasm-ph
Ionization potential depression and ionization balance in dense plasmas
在稠密等离子体中，特别是在温暖/热的致密物质中，电离势降低和相关电离平衡的理论建模是由于离子耦合和电子简并效应而带来的重大挑战。我们提出了一个量子统计模型的基础上的电离势的抑郁症，量子交换和动力学相关效应在等离子体环境中的自能的概念，一贯和系统地考虑。在局域热力学平衡条件下，通过求解耦合的Saha方程，得到了表征电离平衡的电荷态分布（或离子分数）。用电子结构因子和离子结构因子计算了不同化学元素的电离势降低。通过求解Ornstein-Zernike方程结合超网链方程来确定离子结构因子。作为我们的方法的进一步应用，我们提出了在几个温度和密度的铝等离子体的电荷态分布的结果。
2019-04-09 physics.plasm-ph
First steps towards a theory of the Dense Plasma Focus: Part-I: Kinematic framework with built-in propagation delay and nonzero thickness of dense sheath for generalized electrode geometry
本文是系列文章的第一部分，描述了一个稠密等离子体焦点理论的运动学框架，它在精神上与GV模型非常相似，但在四个方面的范围上有所不同。首先，GV模型的大部分结果来自于某个偏微分方程解的数学性质，这些偏微分方程是从显然代表动量守恒的假设中推导出来的，但并不是相关物理学的严格应用。本模型是基于标准运动方程的标度特性，这导致与GV模型相同的数学结果。第二，GV模型本质上是纯运动学的。本模型也是运动学的GV模型一样，但它包含了从其他物理理论，模型和实验借来的额外的见解。第三，GV模型没有考虑实验观察到的电流开始和等离子体传播开始之间的延迟以及致密等离子体鞘层非零厚度的存在。本模型将这两个功能在其运动学结构。第四，与GV模型不同，本模型允许考虑对标准Mather型几何形状的一些修改。除了电流波形外，该模型还再现了箍缩柱的高度和半径、箍缩密度与填充密度的比值、伞状等离子体轮廓和条纹图像的一般外观以及嵌入箍缩等离子体中的有界三维等离子体结构的形成，而没有考虑物理现象的微观细节
2022-11-30 physics.plasm-ph
Exploring relaxation dynamics in warm dense plasmas by tailoring non-thermal electron distributions with a free electron laser
提出利用自由电子激光产生非热电子分布，并通过辐射复合发射光谱追踪其热化过程，结合碰撞辐射模拟实现对稠密等离子体电子弛豫时间尺度的原位测量，以检验Coulomb Logarithm框架的适用性。
2024-08-05 physics.plasm-ph
Plasma Conductivity from Warm Dense Matter to the Spitzer Limit Using Mean-Force Kinetic Theory
University of Michigan（密歇根大学）；University of Rochester（罗切斯特大学）
基于平均力动理学理论，发展了一个从温稠密到热稀薄等离子体条件下计算电子输运系数的理论模型，能够快速准确地计算电导率、热导率和电热系数。
2026-06-01 physics.plasm-ph
K$_α$ Emission Profiles of Warm Dense Argon Plasmas
从一个温暖的稠密等离子体环境中发射的K线轮廓被用于诊断由高能量激光脉冲产生的Ar液滴等离子体。分析的时间和空间集成的光谱，我们推断的Ar液滴内的温度梯度从约10 eV的顺序的冷温度高达250 eV及以上的更高的温度。为了表征温暖和密集的环境对发射器的影响，等离子体屏蔽被认为是在一个微扰的方法的哈密顿量。等离子体影响多粒子系统，导致发射的能量移动以及由于电子-离子和电子-电子相互作用的电离能。通过这种方法，我们得到了一个很好的再现的光谱特征，强烈影响电离和激发过程中的等离子体。与广为人知的FLYCHK程序和原始论文中给出的温度分布相比，计算内部自由度（束缚态）并在我们的量子统计方法中处理压力电离导致更详细的温度-密度-关系，并导致推断的温度分布的不同结果。
2017-09-22 physics.plasm-ph
Identification of coupling mechanisms between ultraintense laser light and dense plasmas
强激光与固体靶上产生的等离子体相互作用涉及到丰富的非线性物理过程。由于这种致密的等离子体对激光具有反射性，因此与入射光束的耦合发生在等离子体与真空之间的界面处的薄层内。用于理解这种耦合的主要范例之一，被称为Brunel机制，预计仅对非常陡峭的等离子体表面有效。尽管有无数的研究，它的有效性范围仍然不确定，更平滑的等离子体-真空界面所涉及的物理学也不清楚，特别是对于激光强度。我们报告的第一个全面的实验和数值研究的激光等离子体耦合机制作为等离子体界面陡度的函数，在相对论相互作用制度。我们的研究结果揭示了一个明确的过渡，从时间周期的Brunel机制的混沌动力学与随机加热。通过揭示这两个不同的制度对实验观测的关键签名，我们提供了一个重要的里程碑，为未来的实验解释。
2018-09-11 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
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
Equation of state for dense hydrogen and plasma phase transition
我们在化学图像中计算了稠密氢的状态方程。将流体变分理论推广到由分子、原子、电子和质子组成的多组分系统。化学平衡假设的反应解离和电离。我们确定了与等离子体相变有关的热力学不稳定区域。沿Hugoniot曲线计算了反射率，并与实验结果进行了比较。状态方程数据被用来计算木星内部的压力和温度分布。
2007-04-02 physics.plasm-ph
Impact of the local field correction on transport and dynamic properties of warm dense matter
本研究提出一种考虑电子交换关联效应与离子非理想性的等离子体屏蔽模型，可用于计算散射截面与输运性质，通过稠密氢温度弛豫速率、温密铝电导率算例验证，结果与现有理论及模拟数据相符。
2024-10-09 physics.plasm-ph
Efficient ion acceleration and dense electron-positron plasma creation in ultra-high intensity laser-solid interactions
下一代超高强度（$>10^{23}$ W/cm $^{2}$）激光器的辐射压力可以有效地将离子加速到GeV能量。然而，非线性量子电动力学效应在这些激光脉冲与物质的相互作用中起着重要的作用。在这里，我们表明，这些影响可能会导致产生一个非常密集的（$\sim10^{24}$ cm $^{-3}$）对等离子体吸收激光脉冲，从而减少加速离子的能量和能量转换效率分别高达30- 50%和50- 65%。因此，我们确定的制度，激光物质相互作用的离子被有效地加速或致密的对等离子体作为指导，为未来的实验。
2018-03-27 physics.plasm-ph
Advances towards pB11 Fusion with the Dense Plasma Focus
使用pB11燃料实现净能源生产的前景最近相当光明。研究表明，用中等密度的等离子体聚焦装置可能获得的多GG场具有减少从离子到电子的能量流的效果，从而抑制冷却等离子体的韧致辐射。我们在这里报告新的模拟表明，净能量生产可能是在高磁场设备在峰值电流低至2.3 MA。虽然这些模拟仅对焦点中形成的致密等离子体团进行建模，但新的模拟技术可以对DPF在所需的广泛时间和空间尺度上的功能进行完整的粒子模拟。这样的模拟将在下一轮使用pB11燃料的实验中具有很大的价值。
2007-10-16 physics.plasm-ph
Energy losses of fast heavy-ion projectiles in dense hydrogen plasmas
最近的研究表明，计算稠密氢等离子体中快重离子射弹能量损失的Bethe-Larkin公式可由电子-离子关联修正[Phys. Rev. Lett. \textbf{101}，075002（2008）]。我们报告了基于[Phys. Rev. EPDMATHABMO，3470（2000）]中通过数值模拟获得的$g_{ei}(0)$值的该校正的数值估计。我们也将这个结果推广到具有双团电荷分布的射弹情形。我们表明，在具有随机取向的电荷中心的双团簇射弹的情况下，增强了电子-离子相关校正的实验可见性。虽然我们在这里考虑氢等离子体，使物理上的效果更清楚，推广到多物种等离子体是直截了当的。
2008-12-22 physics.plasm-ph
Seeding the m = 0 instability in dense plasma focus Z-pinches with a hollow anode
稠密等离子体焦点（DPF）是一种经典的Z箍缩等离子体装置，作为辐射源已经研究了几十年。在压缩阶段期间m = 0等离子体不稳定性的形成与高能带电粒子束的产生有关，当在氘中操作时，高能带电粒子束导致束靶聚变反应和中子产率的产生。在本文中，我们提出了一种技术的种子m = 0的不稳定性，采用空心的阳极。当等离子体鞘层沿着阳极的中空结构移动时，形成低密度扰动，并且这产生高度不稳定的不均匀等离子体柱。低密度扰动和优先播种的m = 0不稳定性的动力学进行了详细的研究与完全动力学等离子体模拟中进行的大规模等离子体粒子在细胞的代码，以及与一个简单的雪犁模型。模拟结果表明，通过采用具有适当内空心半径的阳极几何形状，DPF的中子产额显著提高，并且消除了低产额射击。
2016-10-28 physics.plasm-ph
Kinetic ionization and recombination coefficients in the dense semiclassical plasmas on the basis of the effective interaction potential
本文在有效相互作用势的基础上，研究了稠密半经典氢等离子体的电离和复合系数。为此，我们采用Bohr $-$ Lindhard方法和相函数方法，计算了电子俘获和电离截面。在微扰理论的框架下计算了电子俘获截面。有效相互作用势，它考虑到在大距离和短距离的量子衍射效应的屏蔽效应，被使用。研究结果表明，随着等离子体参数的变化，电离系数随密度和（或）耦合参数的增加而减小，而复合系数随密度和（或）耦合参数的增加而增大。
2019-08-26 physics.plasm-ph
Decay of Langmuir wave in dense plasmas and warm dense matter
利用固体物理中广泛应用的介电函数理论计算了稠密等离子体中朗缪尔波的衰减。四种情况下被认为是：一个经典的等离子体，麦克斯韦等离子体，一个退化的量子等离子体，和部分退化等离子体。结果与传统的朗道阻尼理论有很大的不同。
2010-04-27 cond-mat.quant-gas physics.plasm-ph quant-ph
Investigation of the influence of single particle oscillations on the transport properties of dense plasma
考虑到外部交变电场（激光）的存在，在有效势的基础上研究了致密等离子体离子成分的输运性质。后者产生电子的单粒子振荡并显著改变等离子体中试探电荷的屏蔽。因此，输运系数成为振荡频率的非单调函数。的扩散和粘度系数的结果。这些传输系数的计算使用广义库仑对数的Chapman-Enskog模型的流体描述。结果表明，电子在交变外场中的振荡使离子扩散系数和粘滞系数显著降低。离子扩散系数和粘滞系数均比无外场作用时大。
2022-09-06 physics.plasm-ph
Ion-acoustic solitary pulses in a dense plasma
研究了在磁化、无碰撞简并等离子体系统中离子声孤立波的传播，用以描述含有相对论简并电子、带相反电荷的惯性离子和带正电荷的不动重元素的稠密量子等离子体中的集体等离子体振荡.利用约化微扰技术研究了磁化量子等离子体的微扰，导出了存在孤立波解的Korteweg-deVries（K-dV）和修正的K-dV（mK-dV）方程.本文利用Krasekhar极限，通过非相对论和超相对论情况下简并电子的状态方程，研究了星际致密天体的简并效应。简并电子数密度、对离子数密度、静态重元素数密度和磁场的综合作用显著地改变了小而有限振幅IASW的基本性质。结果表明，双折射率同时影响孤立波的振幅和宽度，而其他参数主要影响孤立波的宽度。本文的结果可为今后天体物理多离子等离子体的研究提供参考。
2017-07-18 physics.plasm-ph
Potential of mean force for electrical conductivity of dense plasmas
在散射电子与离子相互作用势已知的情况下，可以用弛豫时间近似计算稠密等离子体中的电导率。到目前为止，关于如何最好地定义这种相互作用势，使其正确地包括离子结构、电子屏蔽和部分电离的影响，还存在相当大的不确定性。目前的近似导致显着不同的结果与不同程度的协议相比，基准计算和实验。我们提出了一种新的方法来定义这种潜力，从经典流体理论的思想来定义一个潜在的平均力。这种新的潜在的结果显着改善与实验和基准计算的一致性，并包括所有上述物理自洽。
2017-08-22 physics.plasm-ph
Emergence of MHD structures in a collisionless PIC simulation plasma
采用一维粒子模拟方法，模拟了在初始均匀垂直磁场中稠密等离子体向稀等离子体的膨胀过程。稠密等离子体以快速稀疏波的形式膨胀。被加速的稀等离子体通过其背面的切向不连续性与稠密等离子体分离。在其前部形成一个马赫数为1.5的快速磁声激波。我们的模拟演示了波的色散如何加宽激波过渡层成为一个非线性快磁声波的训练。
2017-08-26 physics.plasm-ph
Measurements of dense fuel hydrodynamics in the NIF burning plasma experiments using backscattered neutron spectroscopy
本研究利用后向散射中子能谱学技术直接测量 NIF 惯性约束聚变实验中稠密燃料的流体动力学条件，发现随产额增加燃料层径向速度和表观离子温度上升，揭示了燃烧传播进入稠密燃料层及热点点火的关键特征。
2023-07-11 physics.plasm-ph
Internal vs. External Conductivity of a Dense Plasma: Many-particle theory and simulations
在长波长极限k=0下，研究了外场和内场的响应函数，分别用外电导率和内电导率表示。采用分子动力学方法模拟了电流-电流关联函数和动态碰撞频率，并与解析表达式进行了比较。特别注意的动态碰撞频率和等离子体振荡的情况下，k=0的描述。分析了外电导率和内电导率与电流-电流关联函数的关系。
2004-02-16 physics.plasm-ph
The equation of state of a partly homogenized plasma of low-dense porous matter
本文提出含均匀化程度的低密度多孔物质等离子体状态方程，通过近似解析解与数值计算分析平面层热膨胀，并用于验证激光和X射线脉冲加热实验数据。
2023-02-01 physics.plasm-ph
Extreme ultraviolet emission from dense plasmas generated with sub-10-fs laser pulses
研究了峰值强度达3 * 10^16 W/cm ^2的亚10 fs激光脉冲产生的致密等离子体中不同靶材料的极紫外辐射。K壳层光谱是从低Z目标（碳和氮化硼）。在光谱中，观察到氢和氦类共振线的一系列限制，表明等离子体处于高密度，并且压力电离已经去除了较高的水平。此外，还得到了钛靶的L壳层谱。用计算机模拟再现了K和L壳层谱的基本特征。计算包括等离子体膨胀的流体动力学模拟和XUV辐射的碰撞辐射计算。
2008-06-07 physics.plasm-ph
Slow and fast micro-field components in warm and dense hydrogen plasmas
本文研究了耦合条件下离子-电子双组分等离子体中局域电场的统计特性。等离子体中带电点和中性点处的随机场具有慢涨落和快涨落两种特性。首次对这些局部场进行了基于直接时间平均的统计研究。对于温暖和稠密的等离子体条件，通常是$N_{e}\approx 10^{18}cm^{-3}$、$% T_{e}\approx 1eV$，已经进行了中性氢、质子和电子的良好控制的分子动力学（MD）模拟。依靠这些\textit{ab initio} MD计算这项工作的重点是分析的概念，统计独立的慢和快的局部场分量，考虑的时间平均电场的基础上。这些MD模拟的结果与基于静态屏蔽场的相应标准结果之间存在较大差异。所讨论的效应对于与随机电场波动有关的物理现象是重要的，例如，用于稠密等离子体中的谱线展宽。
2007-10-10 physics.plasm-ph
