Spin electron acoustic soliton: Separate spin evolution of electrons with exchange interaction
将分离自旋演化量子流体力学推广到包括库仑交换相互作用。库仑交换相互作用被认为是处于被一个电子占据的量子态的自旋下降的电子之间的相互作用，在平衡中起主要作用。将广义模型应用于非线性自旋电子声波的研究。证明了自旋电子声孤子的存在性。研究了浓度、自旋极化和交换相互作用对自旋电子声孤子性质的贡献。
2015-08-30 physics.plasm-ph
Electrostatic dust-acoustic envelope solitons in an electron depleted plasma
利用约化微扰方法建立了标准非线性薛定谔方程，研究了由极性相反的尘埃颗粒和超热正离子组成的电子耗尽非磁化尘埃等离子体系统中静电尘埃声波的传播、调制不稳定性以及局域静电包络孤子的形成.相关的物理等离子体参数（即，正负尘埃粒子的电荷、质量、数密度、正离子的超热性等）对认识粉尘声波的稳定性条件具有重要意义。本文的研究有助于理解实验室和空间环境中与尘埃声波相关的尘埃声包络孤子的形成机制。
2020-08-24 physics.plasm-ph
On the excitation of Ion Acoustic Soliton in quiescent plasma confined by multi-pole line cusp magnetic field
本文详细地研究了在多极线尖点磁场装置中，由无源放电产生的静止氩等离子体中的离子声孤子的受控实验观测和特性。在这个系统中，静电波动被发现是小于1%，静态等离子体的特性。在MPD中激发出离子声孤子，实验测量了离子声孤子的传播速度和宽度，并与一维KdV方程进行了比较。研究了两个反向传播孤子的相互作用，进一步证实了传播的孤立性。在成功描述了离子声孤子的特性之后，研究了尖点磁场的变化对离子声孤子传输的影响。实验观察到在MPD中，极尖磁场的大小影响孤子的激发和传播。孤子的振幅随着极场的增大而增大，当极场达到一定值Bp~0.6kG时，孤子的振幅随着极场的增大而减小。同时，孤子的宽度表现出不同的行为。尖形磁场几何结构对初级电子约束的作用被用来解释观测结果。
2022-08-02 physics.plasm-ph
Nonlinear separate spin evolution in degenerate electron-positron-ion plasmas
考虑了自旋电子声波、正电子声波和自旋电子正电子声波的非线性演化。结果表明，弱非线性动力学的每个波导致孤子的形成。总之，我们报告存在三种不同的孤子。首次描述了电子-正电子-离子等离子体中已知的自旋电子声孤子。首次报道了自旋电子正电子声孤子的存在。正电子-声孤子和自旋-电子-正电子声孤子是由正电势区域产生的。自旋电子声孤子在相对小的正电子不平衡$n_{0p}/n_{0e}=0.1$处表现为负电势区域，在相对大的正电子不平衡$n_{0p}/n_{0e}=0.5$处表现为正电势区域。
2016-02-27 physics.plasm-ph
Spin-electron-acoustic waves and solitons in high-density degenerate relativistic plasmas
如果自旋向上的电子和自旋向下的电子彼此相对运动，则可以在简并电子气中发现自旋电子声波（有时称为自旋等离子体）。在这里，我们建议相对论流体动力学与单独的自旋演化，使我们能够研究线性和非线性自旋电子声波，包括自旋电子声孤子。本文提出的流体动力学模型是相对论流体动力学模型的相应推广，它包括自旋上升电子和自旋下降电子的偏浓度、偏速度场、偏平均反向相对论伽马因子和反向相对论伽马因子的偏通量等函数的演化方程。我们发现相对论效应降低了自旋电子声波的相速度。数值分析了朗缪尔波、自旋电子声波和离子声波的谱随电子自旋极化的变化。结果表明，在相对论极限下，朗缪尔波和自旋电子声波的谱线越来越接近。证明了相对论性自旋电声孤子的振幅和宽度与自旋的关系。发现在相对论效应的影响下，有电场势的亮孤子重新形成暗孤子。
2021-12-27 physics.plasm-ph
Effects of distinct ion temperatures on the head-on collision and phase shifts of dust acoustic one and multi-solitons in dusty plasmas
研究了由负电荷移动尘埃、玻尔兹曼分布电子、非广延分布冷离子和非热分布热离子组成的非磁化尘埃等离子体中尘埃声孤子和多孤子的传播特性和相互作用。利用扩展的Poincar Lighthill Kuo（PLK）方法导出了双边KdV方程。用Hirota方法构造了KdV方程的单孤子解和多孤子解。确定了单、双和三个DA孤子相互作用的相移。研究了等离子体参数对DA单孤子和多孤子碰撞的影响及其相应的相移。
2016-11-30 physics.plasm-ph
Nucleus-acoustic envelope solitons and their modulational instability in a degenerate quantum plasma system
通过推导非线性薛定谔方程，从理论上研究了简并量子等离子体中核声包络亮孤子和暗孤子的基本特性。约化摄动法，这是有效的一个小，但有限的振幅限制，采用。结果表明，明包络孤子是调制不稳定的，而暗包络孤子是稳定的。同时还观察到，调制不稳定性（MI）的增长率、NA波的宽度和能量集中等基本性质随时间的变化而变化。NA不稳定亮包络孤子的数目随粒子数密度的变化而显著改变。简要讨论了我们目前的研究结果在天体物理致密天体如白矮星和中子星中的意义。
2017-06-18 physics.plasm-ph
Dust-acoustic envelope solitons in an electron depleted plasma
通过推导非线性薛定谔方程，对含有非广延正离子的反极性尘埃等离子体系统中尘埃声波的调制不稳定性进行了理论研究.研究了行波的MI和包络孤子的形成条件。亚扩展性和超扩展性的正离子被认为是改变的稳定和不稳定的参数范围的DAWS。尘埃粒子的加入使明、暗包络孤子的宽度都发生了变化。研究结果对了解火星大气、彗星尾部、太阳系以及实验室实验等环境中的大气电波的非线性特性具有一定的参考价值。
2020-07-02 physics.plasm-ph
Interaction of ion-acoustic solitons with electron beam in warm plasmas with superthermal electrons
利用流体动力学方程和泊松方程耦合，研究了由绝热离子和超热（Kappa分布）电子组成的热等离子体中的离子声孤立波（IASW）的传播。在线性极限下，通过对基本方程进行线性化，得到了离子声波的色散关系。另一方面，在非线性分析中，为了研究任意振幅的IA孤子，推导了一个包含Sagdeev赝势的能量平衡方程。确定了马赫数范围，并对该范围内的IA孤子的传输和特性进行了参数化和数值分析。研究了由于超热效应（via）引起的静电（ES）激发的幅度和宽度的变化以及物理参数（离子温度、孤子速度、电子束密度和电子束速度）的变化。证实了等离子体中IASW与电子束之间存在典型的相互作用。同时还发现，在等离子体中，既有负极性（稀疏孤子）又有正极性（压缩孤子）的ES孤子可以共存。此外，小，但有限的振幅限制的IASW的调查，它表明，这一限制仅限于负电位脉冲。
2012-04-17 physics.plasm-ph
Simulation study of overtaking of ion-acoustic solitons in the fully kinetic regime
基于完全动力学模拟方法研究了电子俘获效应下离子声孤子的超越碰撞。该方法是能够提供所有的动力学细节的过程中，旁边的流体水平的数量自我一致。利用链形成现象自然产生孤子，并将其放置在一个新的模拟箱中，以测试不同的超车碰撞场景。这里报告了三项成就。首先，模拟证明了存在电子俘获效应（动力学效应）时的离子声孤子的长寿命，这是模拟程序的基准。第二，通过在具有不同数量和形状的被捕获电子的孤子之间产生碰撞，即不同的捕获参数，建立了它们对超越相互碰撞的稳定性。最后，在流体和动力学水平上提供了离子和电子碰撞过程中孤子的细节。这些结果表明，在动力学水平上，捕获的电子布居伴随着每个孤子之间的碰撞过程中交换的孤子。此外，电子空穴伴随孤子的行为与基于动力学理论发展的电子空穴相互作用理论相矛盾。它们也表现出与其他电子空穴在非线性朗道阻尼（Bernstein-Greene-Kruskal -BGK模式）或束-等离子体相互作用（如双束不稳定性）等过程中所观察到的行为大不相同的行为。
2017-02-28 physics.plasm-ph
Ion-acoustic solitons in warm magnetoplasmas with super-thermal electrons
在这项工作中，局部静电波（ESW）或孤立子的形成的现象被认为是在一个温暖的磁等离子体与非热电子分布的可能性。这里考虑的参数制度是相关的磁层等离子体的情况下。我们发现，偏离通常的放松麦克斯韦分布的电子布居有一个显着的轴承在允许的参数制度，在这些ESW可以找到。我们进一步考虑存在一个以上的电子温度，这是最近的天基观测的启发[key-2]。
2012-08-27 physics.plasm-ph
Modulational instability and ion-acoustic envelope solitons in four component plasmas
从理论上研究了由惯性绝热离子、等温正电子和双温超热电子组成的等离子体系统中离子声波的调制不稳定性。利用约化微扰法导出了控制IAWs的非线性薛定谔方程。对NLS方程解的数值分析表明，IAWs既存在稳定区（存在暗包络孤子），也存在不稳定区（存在亮包络孤子）。结果表明，IAWs的基本特征（即波型稳定性和MI增长率）被超热参数（$κ$）和相关等离子体参数显著改变。我们目前的调查结果应该是有用的理解不同的非线性现象在空间和实验室等离子体。
2017-06-18 physics.plasm-ph
Relativistic hydrodynamic model with the average reverse gamma factor evolution for the degenerate plasmas: high-density ion-acoustic solitons
在接近光速的高费米速度极限下，考虑了具有简并粒子的高密度低温等离子体。研究了小振幅离子声孤子。分析基于平均反向伽马因子演化的相对论流体动力学模型，该模型由浓度、速度场、平均反向相对论伽马因子和反向相对论伽马因子通量等主要流体动力学变量的演化方程组成。在线性近似下，通过流体动力学结果与应用相对论Vlasov动力学方程的结果的比较，证明了所建议的模型的合理性。
2021-11-28 physics.plasm-ph
Behaviour of Ion Acoustic Soliton in a two-electron temperature plasmas of Multi-pole line cusp Plasma Device (MPD)
本文在磁场可调的MPD装置中实验研究了离子声孤子，发现双电子温度组分的比例显著影响孤子传播，且孤子振幅与有效电子温度成反比。
2023-05-24 physics.plasm-ph
Nonlinear ion-acoustic solitons in a magnetized quantum plasma with arbitrary degeneracy of electrons
研究了非相对论磁化量子等离子体中的非线性离子声波。利用理想费米子在任意温度下的状态方程，考虑了量子统计。量子衍射是由一个修改的玻姆势符合有限温度量子动力学理论在长波长极限。得到了电子任意简并的磁化量子等离子体中斜传播静电波的色散关系。利用约化微扰方法，导出了描述磁化量子等离子体中二维离子声孤子斜传播的Zakharov-Kuznetsov方程。结果发现，在稀等离子体的情况下，只有静电势驼峰结构是可能的，而在致密的量子等离子体中，原则上驼峰和倾角孤子结构是可以获得的，这取决于电子等离子体密度和温度。通过与考虑电子惯性和磁化效应的量子流体力学模型的比较，验证了计算结果的正确性。合适的物理参数的观测确定。
2017-12-14 physics.plasm-ph
Investigations of the kinetic ion-acoustic soliton by the Bernstein-Greene-Kruskal integral method
本文用Bernstein-Greene-Kruskal积分法研究离子声孤子，推导俘获电子分布，划分孤子与电子空穴边界，并通过Vlasov模拟验证其稳定性。
2025-07-21 physics.plasm-ph
The enhanced soliton propagation and energy transfer in the coupled drift wave and energetic-particle-induced geodesic acoustic mode system
利用完全非线性耦合的漂移波（DW）-能量粒子感生测地声学模（EGAM）双场方程组，研究了耦合漂移波（DW）-能量粒子感生测地声学模（EGAM）非线性系统的演化，重点研究了湍流以孤子形式传播以及DW-EGAM之间的非线性能量传递.设计了4种EGAM初始振幅和线性EGAM增长率不同组合的情景，描述了线性EGAM驱动和有限EGAM振幅对DW非线性动力学演化的影响.当存在线性EP驱动时，由于产生小的径向尺度结构，孤子的传输得到增强。导出了非线性系统的两个守恒律，包括能量守恒定律。结果表明，DW的能量总是减小，EGAM的能量总是增大，从而导致EGAM对DW的调节。
2022-09-11 physics.plasm-ph
Modulational instability of ion-acoustic waves and associated envelope solitons in a multi-component plasma
考虑了一个包含暖离子、等温电子、超热电子和正电子的广义等离子体模型，从理论上研究了离子声波的调制不稳定性。应用约化微扰法导出了一个标准的非线性薛定谔方程，并将其应用于IAWs微波互扰的研究。结果表明，不同等离子体参数对IAWs的MI准则有很大的影响。这些结果对于理解空间和实验室等离子体系统中IAWs的MI条件是有用的。
2020-06-03 physics.plasm-ph
Fully kinetic simulation study of ion-acoustic solitons in the presence of trapped electrons
Schamel的非线性流体理论提出了一个修正的KdV方程来描述离子声孤子在囚禁电子存在下的时间演化。本文通过验证孤子的主要特性，即，防止连续相互碰撞的稳定性。我们采用了一个动力学模型作为一个更全面的理论比流体之一，并利用了一个完全的动力学模拟方法（离子和电子的基础上处理的Vlasov方程）。在模拟方法中，这些孤立子的激发自洽采用IA孤立子形成的初始密度扰动（IDP）的非线性过程。作为基准测试，通过仿真代码证明了IDPs的大小对链形成的影响。结果表明，IA孤子，在存在的陷阱电子，可以保持其功能（在空间和速度方向）后，连续的相互碰撞。这里的碰撞包括遇到IA孤子具有相同的捕获参数，而不同的大小。动力学模拟结果揭示了一个复杂的行为在碰撞IA孤子之间的流体理论的预测和模拟。在这里考虑的参数范围内，两个相反传播的孤子在碰撞过程中绕着它们在相空间中的集体中心旋转，与它们的捕获参数无关。此外，他们交换了部分被困人口。
2017-04-12 physics.plasm-ph
Dust-acoustic envelope solitons in super-thermal plasmas
通过对非线性薛定谔方程（NLSE）的分析，研究了电子-正电子-离子-尘埃等离子体（包含超热电子、正电子和离子以及带负电荷的绝热尘埃颗粒）中尘埃声波的调制不稳定性.为了得到NLSE，已采用约化摄动方法。观察到两个不同的参数区域的稳定和不稳定的DW。超热电子，正电子和离子的存在显着修改的稳定和不稳定的区域。临界波数$k_c$（调制不稳定性开始）取决于超热电子、正电子和离子以及绝热尘埃浓度。
2019-04-03 physics.plasm-ph
Improved Fluid Modeling of Space Debris Generated Ion-Acoustic Precursor Solitons
Islamic University of Science & Technology（伊斯兰科学与技术大学）；Institute for Plasma Research（等离子体研究所）；Homi Bhabha National Institute（霍米·巴巴国立研究所）；Department of Physics, Indian Institute of Technology Jammu（詹姆印度理工学院物理系）；Naval Research Laboratory（海军研究实验室）
本研究改进了空间碎片生成离子声前导孤子的流体建模，通过考虑动态充电和表面不可渗透性，揭示了其对孤子生成和传播的影响。
2026-02-04 physics.plasm-ph
Nonlinear plasma waves in an electron gas
具有抛物色散律的一般三维电子气流体动力学方程的行波解的性质取决于运动是亚音速还是超音速。孤子表示局部凹陷的静电势和电子密度的预测存在于亚音速制度：在静止的孤子是黑暗的，而在运动中，他们是灰色的。在超音速状态下发现两种类型的周期波：（i）平滑波，其小振幅极限由谐波理论描述，以及（ii）具有尖锐波谷和平滑波峰的电势的波，其中电子在波谷中积累。
2018-07-04 cond-mat.mtrl-sci 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
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
Dust-acoustic envelope solitons and rogue waves in an electron depleted plasma
利用微扰法导出了非线性薛定谔方程，对非磁化的电子耗尽尘埃等离子体（含有极性相反的热尘埃颗粒和非广延正离子）中尘埃声波的非线性传播和调制不稳定性进行了理论研究.发现了快、慢DA模两种模式，并给出了一阶、二阶反常波和亮、暗包络孤子的形成判据。各种尘埃等离子体参数的影响（即，尘埃质量、尘埃电荷、尘埃和离子数密度等）已经查明了对反导工作人员的MI的影响。研究发现，这些尘埃等离子体参数显着改变了DW的基本特征。从这一理论研究中获得的结果在不同空间区域的应用，即，木星的磁层、中间层上部、土星的F环和彗星的尾部等。
2019-07-25 physics.plasm-ph
Ion-acoustic solitons in a relativistic Fermi plasma at finite temperature
本研究在有限温度相对论费米等离子体中，针对$k_BT\sim mc^2$的中间区域，分析了离子声孤子的存在性，发现$β<1$时正负势孤子共存，$β>1$时仅压缩孤子存在，且稀疏孤子能量可增而压缩孤子能量稳态。
2024-10-01 physics.plasm-ph
Modulational instability of quantum electron-acoustic waves and associated envelope solitons in a degenerate quantum plasma
从理论上研究了简并量子等离子体（包含非相对论简并电子、超热电子或$κ$分布电子以及定态离子）中线性和非线性量子电声波的基本特征.采用摄动法导出了非线性薛定谔方程。得到了NLS方程的定态孤子解，并对定态孤子解进行了解析和数值分析，以确定QEA包络孤子的基本特征。已经发现，冷电子的简并性和交换/玻姆势的影响，以及热电子的超热性显着修改的线性和非线性QEA波的基本性质。观察到对于$k<k_c$，QEA波是调制不稳定的，其中$k_c$是QEA波数的最大（临界）值$k$，低于该值QEA波是调制不稳定的），对于$k<k_c$，NLS方程的解产生了亮包络孤子，发现它们在空间（$ξ$）和时间（$τ$）轴上都是局域的.随着谱指数$κ$的增大，QEA包络亮孤子的波数临界值减小（增大）。这些结果对理解强激光辐照金属产生的固体密度等离子体中的局域静电扰动、半导体器件、微电子学等都有重要意义。
2017-01-30 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
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
Electron-acoustic_solitary_structures_in_two-electron-temperature_plasma_with_superthermal_electrons
研究了非线性电子声波在由冷电子流体、超热电子和定态离子组成的非磁化无碰撞等离子体系统中的传播。本文用约化摄动法得到了一阶势的修正Korteweg-de Vries（mKdV）方程。小振幅电声孤立波，例如，给出了孤子解和双层解，并讨论了超热电子对孤子性质的影响。但结果表明，弱平稳EADLs不能被本模型所支持。
2011-12-17 physics.plasm-ph
Existence domains of arbitrary amplitude nonlinear structures in two-electron temperature space plasmas. II. High-frequency electron-acoustic solitons
South African National Space Agency (SANSA) Space Science（南非国家空间局空间科学部）；University of the Western Cape（西开普大学）；Indian Institute of Geomagnetism（印度地磁研究所）；School of Chemistry and Physics, University of KwaZulu-Natal（夸祖鲁-纳塔尔大学化学与物理学院）
本文研究了双电子温度空间等离子体中大振幅电子声子孤子的存在域，通过分析惯性效应和压力的影响，探讨了正负电势孤子的形成条件及限制因素。
2026-03-11 physics.plasm-ph physics.space-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
Distinctive features of ion-acoustic solitons in EPI super-dense magneto-plasmas with degenerate electrons and positrons
利用扩展的Poincaré-Lighthill-Kuo（PLK）约化微扰方法研究了小振幅离子声孤波（IASW）动力学（传播和相互作用），结果表明，在由无惯性简并电子、正电子和等温离子组成的磁等离子体中，当电子、正电子受到超相对论简并压力时，IASW动力学呈现出明显的特征.计算表明，在超相对论简并压力下，离子声孤立波在等离子体中可能发生不同的相互作用。
2010-10-01 astro-ph.SR physics.plasm-ph
Collisions of acoustic solitons and their electric fields in plasmas at critical compositions
通过约化微扰方法得到的声孤子通常由Korteweg-de Vries（KdV）方程控制。在临界组分的多组分等离子体中，二次非线性系数为零。扩展的解析处理，然后导致修改的KdV（mKdV）方程，其特征在于由立方非线性，甚至在静电势。mKdV方程允许孤子具有相反的静电极性，而KdV孤子一次只能具有一个极性。一个Hirota形式主义已被用来推导两个孤子的解决方案。该解不仅考虑了同极性孤子间的相互作用，而且考虑了压缩孤子与稀疏孤子的碰撞。对于解决方案的可视化，重点是相互作用区域的细节。一个新颖的和详细的讨论包括典型的电场签名，经常观察到的电离层和磁层等离子体。有人认为，这些签名可以归因于孤子和它们的相互作用。因此，他们很少受到关注。
2019-01-19 nlin.SI physics.plasm-ph
Electron-acoustic solitons in an electron-beam plasma system with kappa-distributed electrons
我们调查的存在条件和传播特性的电声孤波的等离子体组成的电子束流体，冷电子流体，和热超热电子组件建模的$κ$ -分布函数。采用Sagdeev赝势方法研究了定常剖面孤立波的产生。我们已经确定了孤子特性如何依赖于电子束参数。结果表明，随着超热电子的增加、束流速度的增加和束冷电子布居比的减小，孤子的存在区域变窄.
2017-08-30 astro-ph.HE physics.plasm-ph
Modulational instability of dust-ion-acoustic waves and associated envelope solitons in a non-thermal plasma
本文从理论上研究了尘埃-离子-声波（DIAWs）在非磁化的三组分尘埃等离子体介质中传播时的亮包络解和暗包络解的形成机制，该介质中含有惯性热正离子和负尘埃颗粒，以及无惯性的非热Cairns分布电子。利用约化微扰方法导出了一个非线性薛定谔方程（NLSE）.等离子体参数，即，研究了$γ_2$（正离子温度与电子温度之比乘以离子的电荷态）和$ν$（负尘埃颗粒电荷态与正离子的电荷态之比）对非线性最小二乘效应控制的DIAW调制不稳定性的影响。发现离子（电子）温度的增加降低（提高）了临界波数（$k_c$）。我们的理论工作可以用来解释在许多天体物理环境和实验室等离子体中存在的非线性静电结构。
2020-07-16 physics.plasm-ph
Electron-acoustic plasma waves: oblique modulation and envelope solitons
对由惯性冷电子、玻尔兹曼分布热电子和稳态离子组成的空间等离子体中传播的电子声波的振幅调制进行了理论和数值研究。已经考虑了倾斜于载波EAW传播方向的扰动。基于非线性薛定谔方程（NLSE）的稳定性分析表明，EAW可能变得不稳定;稳定性标准取决于调制方向和传播方向之间的角度$θ$。不同类型的本地化EA激发被证明存在。
2004-02-11 physics.plasm-ph physics.space-ph
Particle acceleration by ion-acoustic solitons in plasma
提出了一种新的利用圆柱或球形非线性声波在离子-电子等离子体中传播加速带电粒子的机制。由圆柱形或球形Kortweg-de Vries方程描述的声波，随着波向中心收缩，其波高增加。带电粒子在电势的作用下，通过不断的反射获得能量。我们得到了加速粒子的能量幂律谱。作为应用，我们简要讨论了来自太阳的高能粒子是由本机制产生的。
2018-12-12 astro-ph.HE physics.plasm-ph
Envelope solitons in double pair plasmas
考虑了一个含有冷的惯性正、负离子和无惯性的超热电子、正电子的双对等离子体系统。利用约化微扰法导出了标准非线性薛定谔方程，研究了离子声波的非线性动力学及其调制不稳定性。观察到调制稳定（不稳定）等离子体区形成离子声暗（明）包络孤子，高密度超热电子和正电子的存在增强（减小）了这一不稳定（稳定）区.研究还发现，电子或正电子组分的超热效应使非线性增强，加速了包络亮孤子的形成。这些结果是适用于空间和实验室等离子体系统的局部静电扰动的传播理解。
2019-04-14 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
Propagation of ion-acoustic solitary waves in a relativistic electron-positron-ion plasma
在相对论流体力学模型下，利用Sagdeev赝势方法研究了由冷离子和超相对论热电子、正电子组成的完全相对论等离子体中大振幅离子声孤立波（IASW）的传播.通过对赝势结构的分析，研究了等离子体流体流动速度、热能、正电子密度和正电子温度对大振幅IASW的影响。结果表明，在等离子体流体流动速度大于孤立波流动速度的区域，随着等离子体流体流动速度的增加，势阱的深度和宽度增加，孤立波的宽度变窄，振幅变大。当等离子体流体的流动速度小于孤立波的流动速度时，这种现象正好相反。另一方面，随着热能的增加，势阱的深度和宽度减小，孤子的宽度变宽，振幅变小。另外，正电子密度的增加使孤子的最大振幅增大，宽度变窄。结果表明，改变正电子温度对IASW的宽度和振幅没有明显的影响。在完全相对论性的电子-正电子-离子（EPI）等离子体中也预言了定态类孤子任意振幅波的存在。等离子体流体的流动速度、热能、正电子密度和正电子温度对这类孤子的影响与大振幅IASW相同。
2011-02-14 physics.plasm-ph
Experimental observation of precursor solitons in a flowing complex plasma
在流体中快速移动的物体前面的前体孤子的激发，这是流体动力学中经常在移动的船只前面观察到的壮观现象，令人惊讶的是，在等离子体中，流体模型适用于低频激发，如离子声波。在本文中，我们报告的第一个实验观察到的先驱孤子在流动的尘埃等离子体。尘埃粒子的超声速质量流通过静电势山激发出非线性孤立尘埃声波。在一个框架中，流体是静止的，山是移动的孤子在上游方向上传播的前体，而尾流结构组成的线性DAW被视为在下游区域中传播。这些激发的基础上强迫Korteweg-deVries模型方程的理论解释提供和它们的实际意义的情况下，涉及带电物体在等离子体中移动进行了讨论。
2016-04-12 physics.plasm-ph
Dust-ion-acoustic solitons in an ion-beam-driven dusty magnetoplasma with adiabatic and nonadiabatic dust charge variations
研究离子束驱动的尘埃磁等离子体中，非绝热和绝热尘埃电荷变化对尘埃离子声孤子的影响，发现束流改变充电过程并导致孤子阻尼，非绝热时极性可转变。
2025-10-16 physics.plasm-ph
Large-amplitude electron-acoustic solitons in a dusty plasma with kappa-distributed electrons
采用Sagdeev赝势方法研究了背景中存在大质量带电尘埃粒子的超热电子等离子体中完全非线性静电孤波结构的发生和动力学。给出了孤子的存在区域，并阐明了孤子的参数依赖性。
2011-08-23 astro-ph.CO astro-ph.SR physics.plasm-ph
Solitary waves and double layers in complex plasma media
一个复杂的等离子体介质（包含凯恩斯非热电子物种，热惯性离子物种，和固定的正电荷尘埃（PCD）物种（使等离子体系统非常复杂）被认为是。利用赝势方法研究了PCD粒子、非热电子粒子和绝热离子温度对离子声孤波和双层波的影响，该方法适用于任意振幅的非时变孤波和双层波.据观察，PCD物种的存在降低了IA波的相速度，并因此支持IA亚音速压缩SW在这样的电子-离子-PCD等离子体。另一方面，绝热离子温度和非热或快电子数量的增加导致亚音速慢波形成的可能性降低，从而将亚音速慢波转换为超音速慢波。在非热参数达到一定值后，既有正负电势的IA超声SW，也有只有负电势的DL。介绍了这一工作在空间环境中的应用（即地球的中间层、彗星的尾巴、木星的磁层等）。和实验室设备，其中的温离子和非热电子物种以及PCD物种已被观察到，简要讨论。
2021-01-26 physics.plasm-ph
Ion-acoustic solitary waves in a partially degenerate plasma
研究了任意振幅的离子声（IA）孤立波在非磁化、无碰撞、电子和正电子均具有有限温度简并度的均匀电子-正电子-离子（e-p-i）等离子体中的传播.从经典离子的流体方程组和简并电子、正电子的费米-狄拉克分布出发，导出了IA波的线性色散关系。可以看出，波色散显着修改由于正电子物种的存在和有限的温度简并的电子和正电子的影响。在非线性区域，Sagdeev的赝势方法被用来研究非线性IA-SW的存在域和演化的参数，与有限温度简并度，背景数密度，和热能的电子和正电子。结果表明，与经典的电子-离子等离子体不同，亚音速和超音速IA-SW都可以存在于部分简并的e-p-i等离子体中。
2022-10-18 physics.plasm-ph
Linear and nonlinear ion-acoustic waves in non-relativistic quantum plasmas with arbitrary degeneracy
在非相对论非磁化量子等离子体流体模型中，研究了具有任意简并度电子的线性和非线性离子声波。电子的状态方程由局域费米-狄拉克分布函数得出，同样适用于完全简并或经典的非简并极限。离子被认为是冷的。通过玻姆势的量子衍射效应也被考虑在内。提出了一个适用于稀密等离子体的通用耦合参数。得到了离子声波的线性色散关系，并讨论了极端稠密或稀薄系统极限情况下的离子声速。在长波长范围内，结果与量子动力学理论一致。利用约化微扰方法，得到了适合于弱非线性解的Korteweg-de Vries方程，并分析了相应的孤子传输。研究发现，色散介质中简并电子的量子参数的变化会导致孤子峰和谷结构的形成，从而影响色散介质中的相速度。
2016-03-03 physics.plasm-ph
Dust-acoustic solitary waves in dusty plasma with variable dust charge
本文考虑尘埃等离子体中尘埃声波的传播，尘埃等离子体的组成成分是惯性负电荷尘埃粒子、玻尔兹曼分布电子和可变尘埃电荷的非热分布离子。利用约化摄动方法，我们得到了Korteweg-de Veries（kdv）方程和修正的kdv（mkdv）方程。一个Sagdeev势的系统和孤子解的稳定性条件也被推导出来。
2011-06-18 physics.plasm-ph
Soliton generation and drift wave turbulence spreading via geodesic acoustic mode excitation
本研究推导环几何中漂移波与测地声模的非线性动力学两场方程，揭示线性增长与完全非线性两阶段特征，发现孤子结构增强湍流扩展并可引发芯部-边缘相互作用和非局域输运。
2021-06-08 nlin.PS 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
Kinetic simulation study of electron holes dynamics during collisions of ion-acoustic solitons
离子声（IA）孤子伴随着电子分布函数中的涡旋形非线性结构（例如空洞，高原或驼峰），称为电子空穴，描绘了被捕获的电子。这些结构在相空间中表现为带电的柔性云（被背景等离子体屏蔽），具有自身的惯性，这取决于被捕获电子的数量。根据模拟研究，电子空穴倾向于成对合并，直到一个累积的空穴留在模拟盒中。在能量守恒原理的框架内，对这种趋势作了分析和定性的解释。然而，由于IA孤子对相互碰撞的稳定性，伴随IA孤子的电子空穴不应该合并。本文基于完全动力学模拟方法，通过对IA孤子碰撞过程的详细研究，揭示了在相互碰撞稳定性和合并趋势这两种相互矛盾的预言下电子空穴的行为。这里报告了四个主要结果。首先，我们发现，在电子空穴可能发生的三种不同类型的碰撞中，只有两种碰撞发生在伴随IA孤子的电子空穴中。我们提出了不同的碰撞，例如，两个大/小和大与小孔，以涵盖所有这三种不同类型的碰撞。其次，我们表明，尽管IA孤立子碰撞期间电子空穴合并，但IA孤立子的稳定性迫使合并的空穴分裂并形成新的电子空穴。第三，我们揭示了黑洞在碰撞过程中共享其被困种群。碰撞后的孔合并了碰撞前的孔的相反传播的一些部分。最后，它表明，新增加的人口的捕获电子通过一个螺旋路径内的碰撞后的孔孔，因为耗散效应。
2017-06-12 nlin.PS physics.plasm-ph
Ion-acoustic Shocks with Self-Regulated Ion Reflection and Acceleration
得到了描述离子-声无碰撞激波的解析解，它与激波反射离子的演化自洽。该解扩展了经典的孤子解，超过了临界马赫数，孤子不再存在，因为上游的离子反射。反射将孤子转换成具有拖尾波和被反射离子填充的足的冲击。该解决方案涉及整个冲击结构的参数，如最大和最小的潜在的尾波，脚的高度，以及冲击马赫数，反射离子的数量。对于任何给定的上游离子分布，这种关系都是可解的。在本文中，我们已经解决了一个简单的“盒”分布。两个独立的模型的电子相互作用的冲击被认为是。第一个模型对应于标准玻尔兹曼电子分布，在这种情况下，临界激波马赫数从M=1.6（无离子反射）到M=1.8（大量反射）仅无意义地增加。第二个模型对应于电子俘获。它们产生更强的增加，从M=3.1增加到M=4.5。由反射离子支撑的冲击脚也使它们进一步加速。一个自相似的脚扩展到上游介质也被描述分析。
2015-12-07 physics.plasm-ph
Wakes and precursor soliton excitations by a moving charged object in a plasma
研究了等离子体中运动带电源激发的非线性离子声波的演化。我们的冷流体方程组的全套数值研究超出了通常的弱非线性近似，并显示了丰富的各种解决方案，包括尾流，前驱孤子和钉扎孤子的存在与源速度。这些解决方案代表了一个大幅度的概括的解决方案，在过去获得的强制Korteweg deVries方程，并可以找到有用的应用在各种情况下，在实验室和空间中，只要有一个大的相对速度之间的等离子体和带电物体。
2015-11-13 physics.plasm-ph
Formation and interaction of two-dimensional electron-acoustic solitons and breathers in superthermal plasmas
Visva Bharati University（维斯瓦·巴拉蒂大学）；West Bengal State University（西孟加拉邦立大学）
该研究在超热等离子体中，采用PLK方法推导KP方程，获得EA非线性结构的解析解，分析参数对其特性的影响，揭示碰撞特性，为超热空间等离子体动力学提供新见解。
2026-09-04 math-ph math.MP physics.plasm-ph
