Probing High-Speed Electron Behavior in Magnetized Plasma Using Intense Laser Pulses and Quantum Electrodynamics
本文利用强激光脉冲和强场QED框架研究磁化等离子体中高速电子行为,提出纳入相对论质量增加和电磁场影响的新理论解,揭示传统模型局限并助力下一代激光-等离子体加速器发展。
2024-12-28 physics.plasm-ph
Effective field theory of Plasmas in Podolsky corrected Photonic field
在Podolsky电动力学框架下发展了光子渗透的阿贝尔等离子体理论,通过有效哈密顿量追踪光子自由度,预测了新传播模式、场抑制及非马尔可夫行为,适用于固态等离子体及激光-等离子体相互作用。
2025-04-03 physics.plasm-ph
Probing modified plasma waves in non-linear electrodynamics
本文研究了非线性电动力学中修正等离子体波的性质,通过冷磁化等离子体模型导出了修正的色散关系,并分析了低能量子电动力学和广义Born-Infeld模型中的传播效应及相对论大振幅影响。
2023-06-25 hep-th physics.plasm-ph
On the Relativistic Quantum Plasma
近年来,人们对相对论量子等离子体的兴趣日益增加,主要是为了了解等离子体行为及其性质的基本原理。用于研究这些等离子体的数学模型仍然需要成熟。特别地,利用相对论电子的Klein-Gordon方程和Dirac方程模拟了相对论量子电子离子等离子体。然而,这些等离子体的不同性质的研究没有反粒子。我们注意到,为了保持因果关系,相对论量子等离子体必须包含反粒子的相对论动力学成分的等离子体。
2012-11-12 physics.plasm-ph
Laser opacity in underdense preplasma of solid targets due to quantum electrodynamics effects
我们研究了下一代激光脉冲在10 PW $-$ 200 PW与固体靶相互作用的相对论欠密预等离子体的放大自发发射(ASE)产生的存在。由于量子电动力学(QED)过程中产生的电子-正电子对和$γ$射线光子,激光打孔和相对论透明受到强烈的限制。一对等离子体的密度以上的初始preplasma密度形成,抵消了由钻孔产生的无电子通道。这种对主导的等离子体可以阻止激光输运并触发类似雪崩的QED级联,有效地将激光能量转换为光子。这使得1- $\rmμm$ -标度长度、欠密的预等离子体对该功率水平的激光脉冲完全不透明。因此,QED诱导的不透明性为固体靶实验中的这种脉冲设定了比经典等离子体物理预期的高得多的对比度要求。例如,我们的模拟表明,质子加速从后方的固体与preplasma将强烈受损。
2017-01-20 physics.plasm-ph
Strong field electrodynamics of a thin foil
给出了描述薄双层薄膜非线性电动力学的精确解。这些解决方案对应于高强度激光脉冲与过密等离子体相互作用的广泛问题,如频率上移,高次谐波产生和高能离子加速。
2013-10-18 physics.plasm-ph
On the Raman Instability in Degenerate Relativistic Plasmas
应用相对论流体力学方程和麦克斯韦方程组研究了完全简并电子等离子体中的受激喇曼散射不稳定性。我们证明了弱相对论性简并等离子体以及强相对论性简并等离子体的不稳定性发展。结果表明,在强辐射场中,相对论简并等离子体的响应与弱简并等离子体的响应相同。
2017-06-19 physics.plasm-ph
Standing Electromagnetic Solitons in Degenerate Relativistic Plasmas
利用相对论流体力学和麦克斯韦方程组研究了完全简并的过密电子等离子体中高频电磁孤立子的存在性。在相对论和非相对论简并等离子体中均发现了稳定的孤子解。
2015-04-16 physics.plasm-ph
Electromagnetic Solitons in Degenerate Relativistic Electron-Positron Plasma
利用相对论流体力学方程和麦克斯韦方程组研究了完全简并的正负电子等离子体中类孤子电磁分布的存在性。对于圆极化波,我们发现在相对论和非相对论简并等离子体中都存在孤子解。孤子脉冲局域化区域的等离子体密度显著降低。等离子体空化的可能性也被示出。
2015-04-13 physics.plasm-ph
A Relativistic Plasma Polarizer: Impact of Temperature Anisotropy on Relativistic Transparency
三维粒子模拟表明,相对论热等离子体的增强透明度对能量如何在不同自由度之间分配很敏感。对于各向异性电子分布,传播特性,如临界密度,将取决于电磁波的极化。尽管在这样的等离子体中发生了韦伯不稳定性,但各向异性可以持续足够长的时间以影响激光传播。然后,该等离子体可以用作偏振器或波片,以显著地改变脉冲偏振。
2014-12-05 physics.plasm-ph
Modeling of relativistic ion-acoustic waves in ultra-degenerate plasmas
我们考虑由冷离子和超简并电子气组成的等离子体中的相对论离子声学模式,描述了相对论弗拉索夫-泊松系统。流行的相对论离子声波流体模型的关键检查,比较动力学和流体动力学的结果。动力学线性色散关系被证明是由严格的相对论流体动力学方程与Eschrasekhar的状态方程再现。
2017-12-14 physics.plasm-ph
On stability of collisional coupling between relativistic electrons and ions in hot plasmas
本文分析了热等离子体中相对论电子与非相对论离子的碰撞耦合。发现相对论效应产生了一个新的功能:当T_e<3T_i的条件保证低温等离子体中电子和离子之间的稳定碰撞耦合时,相对论效应使T_e/T_i的稳定性上限向更高的值移动。此外,对于足够高的温度,T_{e,i} > 75 keV,相对论电子和离子之间的碰撞去耦变得不可能。
2013-02-11 physics.plasm-ph
On the Theory of Relativistic Strong Plasma Waves
研究了真空中离子运动和电子温度对接近光速的一维非线性等离子体波的影响。结果表明,尽管破波场对离子质量的依赖性很弱,但非线性相对论波长发生了本质的变化。非线性导致强等离子体波长的增加,而离子的运动导致波长的减小。采用流体力学方法和基于Vlasov-Poisson方程的动力学方法研究了热等离子体中的相对论性强等离子体波。预言了热等离子体中相对论孤子的存在。
1998-08-19 physics.plasm-ph
Relativistic heat conduction and thermoelectric properties of nonuniform plasmas
研究了具有密度梯度的电子双温等离子体中的相对论热输运。对相对论修正动力学方程的Legendre展开分析表明,在相对论温度区域,热通量出现强烈的抑制,抑制了经典的Spitzer-H{ä}rm传导。塞贝克系数、维德曼-弗朗茨定律和热电品质因数是在相对论范围内推导出来的。
2003-12-25 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
On the Filamentation Instability in Degenerate Relativistic Plasmas
利用动量方程、连续性方程和麦克斯韦方程组研究了强简并欠密等离子体中电磁(EM)束的偏转不稳定性。结果表明,无论是弱相对论简并等离子体还是强相对论简并等离子体,以及任意强振幅的电磁光束,都存在不稳定性。
2018-12-27 physics.plasm-ph
One-dimensional steady-state structures at relativistic interaction of laser radiation with overdense plasma for finite electron temperature
在电子温度均匀、离子静止的条件下,研究了过密等离子体中的一维稳态等离子体场结构。结果表明,在有质动力作用下,等离子体中存在空穴区的电子分布可能存在解
2008-10-23 physics.plasm-ph
Linear and nonlinear wave propagation in weakly relativistic quantum plasmas
我们考虑最近导出的弱相对论量子等离子体动力学模型。我们发现,在高密度和强磁场的情况下,自旋轨道相互作用和托马斯旋进的影响会改变磁化等离子体的线性色散关系.此外,研究了非磁化等离子体中电磁脉冲产生的有质动力。结果表明,在这种情况下,自旋-轨道相互作用总是对有质动力的量子部分做出重要贡献。
2012-09-20 physics.plasm-ph
A relativistic model for Quantum Plasmas
本文构建了基于量子电动力学(QED)的相对论量子等离子体动力学模型,考虑协变拉格朗日函数与四自旋、四速度效应,建立强电磁波相互作用运动方程,适用于全电磁场范围高密度等离子体场景。
2025-04-12 physics.plasm-ph
The Brillouin Instability of intense laser in relativistic plasmas
本文利用准周期近似研究了强激光在弱相对论区域($0.1<a_0^2<0.5$)等离子体中的传输。详细计算了有效洛伦兹因子和密度波效应。其余部分研究了受激布里渊不稳定性的相对论修正。得到了受激布里渊散射(SBS)的耦合色散关系,并进行了数值研究。
2004-05-05 physics.plasm-ph
Confinement of relativistic electrons in a magnetic mirror en route to a magnetized relativistic pair plasma
在实验室中制造磁化的相对论对等离子体将使探索与宇宙中一些最具能量的事件相关的独特等离子体物理成为可能。作为迈向实验室对等离子体的一步,我们已经证明了有效的约束多$\mathrm{MeV}$电子内的脉冲功率驱动的$13$ $\mathrm{T}$磁镜场与$2.6$的镜像比。利用磁谱仪测量轴向和径向损耗来诊断约束。损失谱与$\leq 2.5$ $\mathrm{MeV}$电子限制在$\sim 1$ $\mathrm{ns}$的反射镜中一致。在能量相当的$10^{12}$电子-正电子对源的情况下,该磁镜将限制具有洛伦兹因子$γ\sim 6$和磁化强度$σ\sim 40$的相对论性对等离子体。
2022-01-21 physics.plasm-ph
Stable discrete representation of relativistically drifting plasmas
代表电动力学的相对论漂移粒子系综在离散的,共同传播的伽利略坐标,使推导的粒子在细胞算法,本质上是免费的数值切伦科夫不稳定性,等离子体以均匀的速度流动。该方法的应用所示的建模等离子体加速器在洛伦兹变换的最佳参考系。
2016-07-31 physics.plasm-ph
Attosecond Nonlinear Quantum Electrodynamics in Laser-Driven Plasmas via Two-Photon Synchrotron Emission
Princeton University(普林斯顿大学);Texas A&M University(德克萨斯农工大学)
研究通过激光驱动等离子体中的双光子同步辐射,探索阿秒尺度的非线性量子电动力学现象,提出基于精细结构常数和洛伦兹因子的速率表达式,为分析复杂激光-等离子体相互作用提供指导。
2026-04-22 physics.plasm-ph quant-ph
Machine Learning-Integrated Hybrid Fluid-Kinetic Framework for Quantum Electrodynamic Laser Plasma Simulations
Iran University of Science and Technology(伊朗科技大学)
本研究提出一种基于机器学习的三维混合流体-PIC框架,利用SwitchNet实现区域自动切换,结合物理损失函数与QED效应模拟,在保证计算速度的同时实现了高精度的激光等离子体相互作用预测。
2025-10-13 cs.LG physics.plasm-ph
Plasma Dynamics in Higher-Derivative Electrodynamics: A Renormalised Two-Loop Framework
该研究在Bopp-Podolsky高导数电动力学框架下,通过双圈重整化方法分析有限温电子-质子等离子体的动力学特性,推导了粒子间力、德拜质量、电导率等物理量的修正,并给出实验与宇宙学观测基准。
2025-08-03 hep-ph physics.plasm-ph
Pulsar Electrodynamics: an unsolved problem
脉冲星电动力学的审查强调的作用,感应电场在倾斜的旋转和不完全屏蔽其平行分量的电荷,留下“间隙”与$E_\parallel\ne0$。等离子体的响应导致自洽的电场,该自洽的电场与感应电场互补,该感应电场具有导致与总场相关联的电漂移和极化电流的势场。电动力学模型确定电荷密度$ρ$和电流密度${\bf J}$,电荷饥饿是指等离子体不能供应$ρ$,导致间隙和相关粒子加速和对产生的情况。有人指出,目前的饥饿形式也发生意味着一个新的类的差距。间隙的属性进行了讨论,强调静态模型是不稳定的,大振幅的纵波的作用,和方位角的依赖性,出现在一个倾斜的旋转器的间隙。简要回顾了脉冲星等离子体中的波色散,强调了它在射电辐射中的作用。脉冲星无线电发射机制进行了审查,并建议最合理的是一种形式的等离子体发射。
2016-04-13 astro-ph.HE physics.plasm-ph
Cold plasma waves in the chiral Maxwell-Carroll-Field-Jackiw electrodynamics
本文在手性 Maxwell-Carroll-Field-Jackiw 电动力学框架下研究冷均匀无碰撞等离子体中的波传播与吸收,推导出四种折射率及其对应的圆偏振模式,并揭示了负折射增强旋光本领及旋光符号反转等现象。
2023-09-17 cond-mat.other hep-th physics.plasm-ph
Fractional Power-Law Spatial Dispersion in Electrodynamics
讨论了具有幂律空间色散的非局域介质中的电场。研究了包含分数拉普拉斯算子的Riesz形式的描述非局域介质中电场的方程。对幂律非局域介质的库仑定律和德拜屏蔽进行了推广。我们考虑具有幂律空间色散的类等离子体介质的反常行为的简单模型。这些等离子体类介质的分数阶微分模型的建议进行了讨论,以描述幂律型的非局部特性。
2015-03-14 physics.class-ph physics.plasm-ph
A Second-order Divergence-constrained Multidimensional Numerical Scheme for Relativistic Two-Fluid Electrodynamics
介绍了一种新的相对论双流体电动力学多维模拟程序(RTFED)。基本方程组由完整的麦克斯韦方程组和相对论流体动力学方程组成,分别代表电子-正电子或电子-质子等离子体的动力学。它可以被认为是传统相对论磁流体力学(RMHD)的扩展。有限电阻率可以作为两种物质之间的摩擦引入,其在长波长极限下减少到电阻性RMHD,而不会在无限电导率下遭受奇异性。提出了一种基于HLL(Harten-Lax-VanLeer)Riemann求解器的数值格式,该格式同时精确地保持了Maxwell方程的两个发散约束。几个基准问题表明,它是能够描述RMHD冲击/不连续性在长波长的限制,以及分散特性,由于双流体效应出现在小尺度。这表明RTFED模型是一种很有前途的高能天体物理应用工具。
2016-07-28 astro-ph.HE physics.comp-ph physics.plasm-ph
Birefringence in thermally anisotropic relativistic plasmas and its impact on laser-plasma interactions
在相对论强度下,激光与等离子体相互作用所引发的范式转换现象之一就是所谓的相对论透明现象。当电子被激光加热到相对论能量时,等离子体变得对激光透明,即使在非相对论情况下等离子体密度足够高以反射激光脉冲。本文重点介绍了相对论透明性对激光-物质相互作用的影响,重点是与相对论透明性的发生有关的集体现象:热各向异性相对论等离子体中的等离子体双折射。这种系统的光学特性取决于光的偏振,这可以作为基于等离子体的光学器件或新诊断能力的基础。
2020-06-12 physics.optics physics.plasm-ph
Anisotropic cold plasma modes in chiral vector Maxwell-Carroll-Field-Jackiw electrodynamics
本研究在手性矢量MCFJ电动力学中,通过冷等离子体模型解析了各向异性等离子体波的传播与吸收,确定了RCP和LCP模式及折射率,并揭示了双折射、二向色性及旋光符号反转等手性光学效应。
2024-07-17 cond-mat.other hep-th physics.plasm-ph
Travelling waves and light-front approach in relativistic electrodynamics
我们简要报告了最近提出的一项建议(Fiore in J Phys A Math Theor 51:085203,2018),用于简化电磁(EM)场$F^{μν}$中带电粒子的运动方程,该电磁场$F^{μν}$是平面行波$F_t^{μν}(ct\!-\!z)$和静态部分$F_s^{μν}(x,y,z)$的总和;它采用类光坐标$ξ=ct\!-\!z$而不是时间$t$作为自变量。我们在几种极端加速的情况下说明了它,首先是孤立粒子,然后是平面流体动力学条件下等离子体中的电子:Lorentz-Maxwell连续偏微分方程可以简化,有时甚至完全简化为一族普通偏微分方程的解耦系统;这例如随着行波在真空-等离子体界面上的冲击而发生(其可产生等离子体波或弹弓效应)。
2018-06-14 physics.class-ph physics.plasm-ph
On plane-wave relativistic electrodynamics in plasmas and in vacuum
我们重新审视精确的微观方程(在微分,和等效积分形式)统治的相对论冷等离子体后,平面波Angloman,没有习惯的近似。我们证明了在欧拉描述中,初始处于静止状态的非常稀释的等离子体在任意横平面电磁行波的激励下的运动对横电磁势有非常简单而明确的依赖关系;对于非零密度等离子体,只要电荷对电磁场的反作用可以忽略,即,对于随着等离子体密度而减小的时间间隔,并且可以用作迭代解析方案中的初始步骤。作为许多可能的应用之一,我们使用这些结果来描述如何的有质动力的一个非常强烈的和短的平面激光脉冲击中正常的等离子体表面的表面推进到离子背景的表面电子。由于这种穿透,电子然后被离子施加的电力拉回,并且可以在与脉冲传播方向相反的方向上以高能量离开等离子体[G.菲奥雷河费代尔大学De Angelis,“弹弓效应:一种可能的新的激光驱动电子高能加速机制”,arXiv:1309.1400]。
2014-05-02 math-ph math.MP physics.plasm-ph
Light-front approach to relativistic electrodynamics
该研究提出光前方法,以光样坐标替代时间简化相对论电动力学,适用于真空和等离子体中极端加速场景,如弹弓效应和激光尾场加速。
2020-12-13 astro-ph.HE physics.acc-ph physics.plasm-ph
Excitation of the transition radiation by a relativistic electron bunch in the plasma half-space
研究了等离子体半空间中相对论电子束团对电磁场的跃迁激发过程。研究了等离子体边界对等离子体尾流振荡空间结构的影响。确定了在等离子体中传播的渡越电磁脉冲的形状和强度。
2020-11-17 physics.acc-ph physics.plasm-ph
QED Plasma and Magnetars
磁星被扩散的等离子体包围,其磁场强度远高于量子电动力学临界值。我们使用有效场论参数推导出这种等离子体的“量子无力电动力学”方程。我们认为,量子效应不修改磁层的大尺度结构,特别是自旋下降率不偏离经典的结果显着。我们提供了明确的演化方程,可用于探索潜在的重要的小尺度修正,如冲击波的形成,这已被提出作为一种机制,从磁星的爆发和静态发射。
2015-04-06 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Nonlinear absorption of ultrapower laser radiation by relativistic underdense plasma
本文在低频近似下研究了欠密等离子体中电子受激韧致辐射对相对论强度激光辐射的非线性吸收。研究了相对论麦克斯韦等离子体在激光场渐近大值和电子温度较高时的非线性逆韧致辐射吸收系数。
2013-05-02 physics.atom-ph physics.plasm-ph
Excitation of the transition radiation by a relativistic electron bunch at the boundary of a semi-infinite plasma waveguide
研究了相对论电子束团在半无限大等离子体波导输入端激发电磁场的过程。确定了短跃迁电磁脉冲的形状和强度,并研究了其在等离子体波导中传播过程中的演化。此外,还考虑了等离子体边界对等离子体波导中等离子体尾流振荡空间结构的影响。
2021-01-13 physics.acc-ph physics.plasm-ph
Differential Form of the Collision Integral for a Relativistic Plasma
对相对论性电磁相互作用的Landau-Fokker-Planck碰撞积分的微分形式进行了推导。
2005-01-13 physics.comp-ph physics.plasm-ph
Eigenmodes in an ultra-relativistic ultra-magnetized pair QED-plasma
University of Kansas(堪萨斯大学);Massachusetts Institute of Technology(麻省理工学院)
研究超强磁场和相对论温度对超相对论电子-正电子等离子体(电荷中性及非中性)中正常等离子体模式的联合修正,发现等离子体频率截止降低导致相对论和场致透明,以及电磁波折射率的温度无关修正。
2026-06-01 astro-ph.HE physics.plasm-ph
The physics and applications of strongly coupled plasmas levitated in electrodynamic traps
本文综述了电动势阱中带电纳米颗粒强关联库仑系统的物理现象与应用,通过耦合参数 Γ=10^8 研究其动力学,并探讨了质谱分析、生物颗粒检测及激光等离子体加速等技术。
2022-10-30 physics.app-ph physics.plasm-ph quant-ph
Semi-relativistic effects in spin-1/2 quantum plasmas
新兴的可能性,创造和研究新的等离子体制度,例如相对论等离子体和致密的系统,在受控的实验室环境中,也需要新的建模工具,这样的系统。这为动力学理论的理论研究带来了动力学理论的动力学理论的相对论和量子效应同时发生的等离子体动力学。在这里,我们调查的背景下,自旋1/2量子等离子体的标量动力学理论的相对论修正的泡利哈密顿量。特别是,我们制定了一个量子动力学理论,考虑到电子的集体运动的自旋轨道耦合和Zitterbewegung等效应。我们讨论了我们的研究结果的影响和可能的应用。
2011-08-24 physics.plasm-ph quant-ph
Physical problems (microphysics) in relativistic plasma flows
天体物理学中的许多问题都涉及相对论性外流。在这些情况下的等离子体动力学是至关重要的,以确定自洽的场和粒子加速演化的条件。在计算机能力的进步,现在允许动力学等离子体模拟,粒子在细胞(PIC)的范例的基础上,能够提供有关等离子体不稳定性在相对论流出的作用的信息。与PIC模拟相关的关键问题的讨论,以及一些最重要的结果和开放的问题,特别强调的长期演变的平行,或韦伯,不稳定性,并在可能的碰撞产生的粒子加速机制的碰撞相对论等离子体壳。
2006-10-11 astro-ph physics.plasm-ph
Relativistic Expansion of Electron-Positron-Photon Plasma Droplets and Photon Emission
在相对论流体力学中讨论了热电子-正电子-光子等离子体液滴的膨胀动力学。设想在未来的实验中通过用反向传播的超强激光束照射薄箔来产生这种液滴,它们是伽马辐射闪光的来源。温暖的电子-正电子等离子体液滴可以通过加宽的511 keV线来识别和表征。
2010-08-20 hep-ph physics.plasm-ph
Similarity for ultra-relativistic laser plasmas and the optimal acceleration regime
发展了超相对论激光等离子体的相似理论。结果表明,最基本的S-相似性是有效的下和过密等离子体。给出了激光尾流场电子加速的最佳定标关系。本工作的强有力的信息是,气泡加速状态[参见Pukhov,Meyer-ter-Vehn,Appl. Phys. B,vol.74,355(2002)]满足这些最佳缩放。
2004-11-09 physics.acc-ph physics.plasm-ph
Lightwave-controlled relativistic plasma mirrors
本文利用kHz重复频率的近单周期相对论光波驱动等离子体镜,通过控制强光瞬态波形实现高次谐波与电子发射的阿秒尺度控制,成功产生孤立阿秒脉冲,并观察到波形相关的相对论性电子束发射。
2024-08-26 physics.optics physics.plasm-ph
Homogeneous Focusing Field for Short Relativistic Electron Bunches in Plasma
对相对论短电子束团在等离子体尾流透镜中的聚焦进行了解析和数值模拟研究。对于两种透镜,导出了相对论电子束团聚焦序列的必要参数。这些参数的验证进行了数值模拟。
2020-07-25 physics.acc-ph physics.plasm-ph
Thermodynamics of photons in relativistic $e^+e^-γ$ plasmas
研究了$e^+e^-γ$等离子体中光子气体的热力学和光谱性质。与等离子体频率截止相关的光子的有限有效质量的影响自洽地包括在内。在超相对论等离子体中,光子谱是普适的,温度归一化等离子体频率截止是一个与等离子体参数无关的基本常数。这种普适性在非相对论性等离子体中不成立。
1999-02-17 astro-ph cond-mat.stat-mech physics.plasm-ph
General relativistic force-free electrodynamics with a discontinuous Galerkin-finite difference hybrid method
本文提出一种间断 Galerkin 与守恒有限差分结合的混合数值方法,用于高精度模拟广义相对论无力等离子体及电流片耗散,并在黑洞、中子星磁层中实现最高10倍加速。
2024-06-12 astro-ph.HE astro-ph.IM gr-qc
One-fluid relativistic magnetohydrodynamics equations for a two-fluid plasma with the Landau-Lifshitz radiation reaction force
在考虑辐射反作用力的情况下,基于相对论二流体等离子体,导出了一组考虑Landau-Lifshitz辐射反作用力的单流体相对论磁流体动力学方程.这些方程可用于等离子体运动的时空尺度足够大的情况。
2018-10-23 astro-ph.GA astro-ph.HE physics.plasm-ph
Numerical scheme for evaluating the collision integrals for triple interactions in relativistic plasma
相对论等离子体中的二元相互作用,如库仑和康普顿散射以及对的产生和湮灭是众所周知的,并进行了详细的研究。三重相互作用,即相对论性韧致辐射、双康普顿散射、辐射对产生、三重对产生/湮灭及其逆过程,在天体物理问题和实验室等离子体中通常被认为是发射过程。它们在等离子体动力学中的作用是基本的[1]。本文提出了一种新的计算相对论等离子体中所有三重相互作用的Uehling-Uhlenbeck碰撞积分的守恒格式,该格式基于精确QED矩阵元的直接积分。热分布的反应速率进行了比较,在可能的情况下,与相应的解析表达式,表现出良好的一致性。我们的结果是相关的定量描述相对论等离子体的平衡,无论是在天体物理和实验室条件。
2020-10-27 astro-ph.HE physics.comp-ph physics.plasm-ph
Collisional Energy Loss of Fast Charged Particles in Relativistic Plasmas
根据Kirzhnits的论证,我们用量子场论语言重新推导了相对论等离子体中快速带电粒子能量损失的精确表达式。我们比较这个结果的碰撞能量损失的高能电子或μ子在电子-正电子等离子体和高能部分子在夸克-胶子等离子体的微扰计算。
2000-03-02 astro-ph hep-ph nucl-th
Clebsch representation of relativistic plasma and generalized enstrophy
等离子体的动力学可以用Clebsch场的Poisson流形的子代数来表示。在这项工作中,我们将这一提法的洛伦兹协变形式。我们发现,广义拟能,这意味着“电荷”的Clebsch场,不再保守的相对论效应,这意味着环流守恒被打破。相反,我们制定了一个相对论修改的广义拟能是保守的相对论模型。
2022-04-29 math-ph math.MP physics.flu-dyn
Dielectric Functions and Dispersion Relations of Ultra-Relativistic Plasmas with Collisions
本文计算了电子-正电子等离子体和夸克-胶子等离子体的介电函数。我们使用经典的输运理论,并考虑到弛豫时间近似内的碰撞。从这些介电函数,我们得到的纵向和横向等离子体波的色散关系。
2004-05-25 astro-ph hep-ph nucl-th