Accelerating field enhancement due to ion motion in plasma wakefield accelerators
等离子体尾场加速器中的离子运动会在波破裂前不久引起纵向电场的瞬时增大。这种增加是由于波能量在横向上的重新分布引起的，对于正确解释实验结果和加速高质量光束可能是重要的。
2019-06-17 physics.plasm-ph
Quantum effects on plasma screening for thermonuclear reactions in laser-generated plasmas
采用基于密度矩阵的量子等离子体屏蔽模型，对激光等离子体中的热核反应$^{13}$ C（$α$，$n$）$^{16}$ O和$^2$ H（$d$，$n$）$^3$ He进行了理论研究.对于冷的和致密的（固态密度）等离子体，我们的研究结果表明，量子效应可以提高等离子体屏蔽热核反应的一个数量级相比，经典的情况。这一结果可能对核天体物理学预测产生影响，也可能对聚变能量增益前景发挥作用。我们的模拟使我们能够确定激光产生的等离子体的实验设置中的量子效应等离子体屏蔽可以在现有的高强度激光设施确认。
2022-04-20 nucl-th physics.plasm-ph
One-fluid equations of general relativistic two-fluid plasma with the Landau-Lifshitz radiation reaction force in curved space
将辐射反作用力引入弯曲空间中的双流体等离子体中，得到了一组包含Landau-Lifshitz辐射反作用力的单流体广义相对论磁流体力学（GRMHD）方程。本文分析了作用于天体物理致密天体周围等离子体的辐射反应的重要性。
2019-06-21 astro-ph.GA astro-ph.HE physics.plasm-ph
The influence of gas-kinetic evolution on plasma reactions
等离子体中存在发生主导反应（如复合或附着）的阈值，其粒子分布将随着反应的进行而演变。玻尔兹曼碰撞项在这种情况下的形式将导致分布从其初始形式漂移，并且如果分布最初是麦克斯韦分布，则会导致例如等离子体中的温度波动。这种行为将影响反馈回路中的相关反应速率，这在简单的化学动力学描述中是缺失的，因为等离子体不能被认为是等温的，如后一种方法中的情况。在这篇文章中，我们提出了一个简单的动力学模型，捕捉这些基本特征，显示如何在瞬时物种水平的累积差异可能会出现在纯化学动力学描述，与过程的产量和效率的影响。
2008-10-09 physics.plasm-ph
Direct measurements of the energy flux due to chemical reactions at the surface of a silicon sample interacting with a SF6 plasma
利用热通量微传感器（HFM）直接测量了硅表面与SF6等离子体之间的化学反应引起的能量交换。将能流演化与表面仅发生少量反应时的能流演化进行了比较，以显示化学反应的部分。在800 W时，由于化学反应而测得的能通量估计为约7 W.cm. cm-2，而离子轰击和其他贡献为0.4 W. cm-2。研究了HFM信号的时间演化特性。给出SiF 4分子的反应的摩尔焓进行了评估，并与文献中给出的值一致。
2008-11-04 physics.plasm-ph
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
Enhancement on Laser Intensity and Proton Acceleration Using Micro-tube Plasma Lens Targets
提出了一种用于增强和操纵激光等离子体相互作用的空心圆柱形微米尺度结构。通过三维粒子模拟表明，入射激光脉冲强度在管内增强。对强化的详细研究优化了管尺寸，并提供了管内强度的表征。通过将微管等离子体透镜耦合到传统的平坦界面，我们显示出在靶强度的增加。我们详细的质子能量增强作为一个潜在的应用微管等离子体透镜目标，其中管结构的作用，以集中的光，并提供额外的电子，提高加速鞘场。
2016-03-17 physics.plasm-ph
High-order Mie resonance and transient field enhancement in laser-driven plasma nanoshells
Department of Physics, Shaoxing University（绍兴大学物理系）
本研究通过高阶米氏共振在等离子体纳米壳体中实现暂态场增强，优化了激光-等离子体相互作用，用于诊断和高能离子生产。
2025-10-30 physics.optics physics.plasm-ph
Acceleration rate enhancement by negative plasma density gradient in multi-bunch driven plasma wakefield accelerator
本文提出在多束驱动的等离子体尾场加速器中引入负等离子体密度梯度，通过仅调节驱动束与波的相对相位并保持波相位稳定，从而在有限长度内提升被加速束的能量增益。
2024-11-14 physics.acc-ph physics.plasm-ph
Thermal reaction processes in a relativistic QED plasma drop
在给定的能量含量下，研究了热平衡和化学平衡的$e^+e^-γ$等离子体液滴的平衡尺寸和温度极限。要使等离子体达到平衡，它必须对电子和光子的相互作用不透明。通过比较等离子体尺寸与平均自由电子和光子路径来确定不透明条件。我们计算这些路径使用热洛伦兹不变的反应速率对生产和电子（正电子）和光子散射。相应的等离子体温度和大小的范围进行了数值计算。考虑到能量和尺寸，我们发现不透明和平衡的等离子体液滴是可以实验实现的。
2010-03-01 hep-th physics.plasm-ph
The Salpeter plasma correction for solar fusion reactions
我们回顾了五个不同的推导，证明了Salpeter公式的等离子体修正的融合率是有效的，在太阳的中心与微不足道的误差（~ %）。我们指出的错误，在最近的几篇论文中，已经获得了各种各样的答案，有些甚至与错误的符号或错误的功能依赖。
2000-10-02 astro-ph hep-ph nucl-ex
Enhanced α particle generation via proton-boron fusion reactions in laser-modulated plasma
该研究利用激光烧蚀硼等离子体与高能质子束相互作用触发质子-硼聚变，发现等离子体中强电磁场延长质子传输路径，使α粒子发射效率较冷硼提高200倍以上，为先进聚变能源研究提供新思路。
2024-01-14 physics.plasm-ph
Radiation Reaction in the Plasma-Based High-Energy Accelerators
在过去的几十年里，由于高功率激光器的进步以及高能粒子束和相对论粒子束的可用性，基于等离子体的加速器取得了巨大的进展。然而，在等离子体尾场中加速的电子（或正电子）受到辐射损失，这通常抑制了束的最终能量增益。本文用试验粒子方法研究了高能等离子体加速器中的辐射反应。详细研究了基于多级激光驱动等离子体尾场加速器和单级质子驱动等离子体尾场加速器的TeV对撞机。结果表明，离轴注入的见证光具有较高的轴向和横向场梯度，对加速粒子的阻尼力较大。质子驱动的等离子体尾场加速电子相比，在多级激光驱动的等离子体尾场加速器中加速的电子损失更少的能量。
2017-12-22 physics.acc-ph physics.plasm-ph
Probing the transition from classical to quantum radiation reaction in relativistic plasma
本文研究相对论等离子体中经典辐射反作用力向量子机制的转变，发现量子结果随$χ$参数增加而偏离经典结果，且偏差依赖于等离子体密度与温度。
2025-06-27 hep-ph hep-th physics.plasm-ph
Checking the Salpeter enhancement of nuclear reactions in asymmetric mixtures
利用无轨道分子动力学（OFMD）方法研究了中间耦合区核反应的等离子体增强。H-Cu和H-Ag的混合物由于电荷不对称性而充当同时弱耦合和强耦合的原型。特别重要的是部分电离的铜和银和自由电子极化捕获OFMD模拟。通过比较一系列OFMD模拟在不同浓度和恒定压力下的多组分超网状链（MCHNC）计算的有效二元离子混合物（BIM），我们设置了一个通用的程序计算增强因子。MCHNC程序允许扩展到非常低的浓度（5%或更低）和非常高的温度（几千电子伏）无法达到的模拟。在弱耦合和强耦合区域，将MCHNC方法得到的核反应速率的增强因子与Salpeter理论进行了比较，并提出了一种新的插值方法。
2018-06-14 physics.plasm-ph
Theoretical aspect of enhancement and saturation in emission from laser produced plasma
本文提出了一个研究激光等离子体发射的简化理论模型，以更好地理解等离子体发射饱和开始的过程和因素，以及由于等离子体约束而增加的发射。该模型认为，等离子体发射与等离子体密度的平方、等离子体体积以及激光脉冲在激光初始产生的预形成等离子体羽流中被逆韧致辐射吸收的比例成正比。这表明等离子体密度和温度决定了发射饱和的阈值，这发生在电子离子碰撞频率超过10E13 Hz时，超过该频率等离子体屏蔽效应就占主导地位。等离子体声（膨胀）速度的任何降低都表明发射的急剧增强，这支持了通过激光产生的等离子体的磁约束和空间约束获得的结果。在此模型下还讨论了等离子体发射随时间的演化以及激光脉冲宽度的影响。
2014-07-03 physics.optics physics.plasm-ph
QDB: a new database of plasma chemistries and reactions
等离子体建模时最具挑战性和反复出现的问题之一是缺乏驱动等离子体过程的关键原子和分子反应的数据。即使有一些反应的数据，也很少有完整和有效的化学数据集。这阻碍了对等离子体工艺的研究并限制了工业应用的发展。QDB项目旨在通过提供一个提供、交换和验证化学数据集的平台来解决这一问题。提出了一种新的QDB数据模型。QDB整理了电子散射和重粒子反应的已发表数据。这些数据形成反应集，然后在可能的情况下根据实验数据进行验证。这个过程产生了完整的化学组，并确定了目前文献中未报道的关键反应。数据集中的差距可以使用既定的理论方法来填补。SF $_6$ /CF $_4$ /O $_2$和SF $_6$ /CF $_4$ /N $_2$ /H $_2$的初始经验证化学试剂组作为示例提供。
2017-04-13 physics.plasm-ph
Field enhancement of intense laser pulses in a subwavelength plasma aperture
本研究通过三维粒子模拟证实强激光脉冲在亚波长等离子体孔径中可实现非共振的显著场增强，揭示其能量集中源于入射场与背向散射纵向场的干涉，为极端强度下的等离子体光学器件应用提供了可能。
2025-10-30 physics.optics physics.plasm-ph
Neutron production from thermonuclear reactions in laser-generated plasmas
对激光等离子体中热核反应产生强流中子束进行了理论研究。到目前为止，最先进的中子束是通过激光诱导粒子加速产生的，导致高能粒子束随后与次级靶相互作用。在这里，我们表明，两个数量级窄带宽的中子束可以从热核反应中产生的等离子体拍瓦级激光器。这种中子束的强度比现有技术的激光驱动中子束的强度低大约一个或两个数量级。为此，我们研究了反应$^2$ H（$d$，$n$）$^3$ He在拍瓦级激光与D $_2$气体射流靶和CD $_2$固体靶相互作用产生的等离子体中。结果还表明，在天体物理学感兴趣的低温下直接测量反应速率的可能性。此外，与D $_2$气体喷射靶的情况相比，CD $_2$固态靶的使用还可以导致对等离子体屏蔽的极大增强，为研究天体物理学领域中迄今未解决的问题开辟了新的可能性。
2020-02-14 nucl-th physics.plasm-ph
A novel fusion reactor with chain reactions for proton-boron11
利用激光-等离子体相互作用和磁约束结构，本文提出了一种概念性聚变反应堆。我们的反应器由以下组成：1）产生硼11和氢离子加上电子的背景等离子体并保持一定时间，密度为毫克/厘米3，温度为数十电子伏特。因此，辐射水平和等离子体热压都非常低。2)用高功率激光辐照固体靶，产生强冲击波，在靶中诱导出等离子体通道。这种机制在激光方向上传递质子的加速度。必须调整机制，使质子达到600 keV的动能（注意，这个值不是温度）。3)这些超快质子进入背景等离子体并与硼11碰撞，产生3个2.9 MeV的α。4)聚变产生的阿尔法粒子与等离子体中的质子碰撞，并将它们加速到600 keV，引起链式反应。5)感应电流和磁瓶的组合使链式反应过程持续进行，脉冲足够长以获得高能量增益。6)必须更换用于背景等离子体和激光靶的材料以开始新的链式反应循环。
2019-12-03 physics.plasm-ph
Radiation reaction effects in relativistic plasmas -- the electrostatic limit
我们研究了静电等离子体波的演化，使用相对论性的Vlasov方程扩展的Landau-Lifshitz辐射反应，占由于发射单粒子拉莫尔辐射的反反应。特别地，朗缪尔波阻尼被计算为波数、初始温度和初始电场振幅的函数。此外，背景分布函数在此过程中损失了能量，我们计算了冷却速率作为初始温度和初始波幅的函数。最后，我们研究了波阻尼和背景冷却的相对大小如何随初始参数而变化。特别是，它被发现，与背景冷却相关的能量损失的相对贡献随着初始波振幅缓慢下降。
2022-11-11 hep-ph physics.plasm-ph
Fusion reactions in plasmas as probe of the high-momentum tail of particle distributions
在聚变反应中，库仑势垒从分布的高动量部分选择粒子。因此，速度分布的高动量尾部的微小变化可以对聚变速率产生强烈的影响。在等离子体中存在几种可能的机制，可以产生偏离标准麦克斯韦-玻尔兹曼分布。等离子体准粒子的能量-动量色散关系的量子展宽修正了高动量尾，并可以解释低能核反应实验中观察到的聚变速率增强。
2005-12-16 cond-mat.stat-mech nucl-ex nucl-th
Detecting Quantum Stochastic Effects in Radiation Reaction via Laser-Produced Surface QED Plasmas
Shanghai Jiao Tong University（上海交通大学）
提出用超强激光照射V形等离子体腔，通过表面波与电子束碰撞触发辐射反作用，利用三维PIC模拟发现量子随机模型在偏转电子束中保留高能成分，形成可观测的角谱特征。
2026-06-28 physics.plasm-ph
The impact of non-local parallel electron transport on plasma-impurity reaction rates in tokamak scrape-off layer plasmas
本文研究托卡马克刮削层中非局域平行电子输运导致的非麦克斯韦电子分布对等离子体-杂质反应速率的影响，发现高能尾部可显著改变电离平衡和辐射损失，并讨论了实验观测方法。
2024-10-01 physics.plasm-ph
Relativistic plasma aperture for laser intensity enhancement
在等离子体光闸后的近场中观察到局部激光强度的显著增加，这种增加是由相对论等离子体孔径处衍射光的干涉引起的，并对其进行了解析和数值模拟研究。这种效应只有在相对论诱导透明的情况下才能达到，因此需要仔细选择激光和目标参数。最大场强及其空间位置作为目标和激光参数的函数的理论估计，并与模拟结果进行比较。我们的全三维粒子模拟表明，激光强度可能会增加大约一个数量级，提高强场QED研究的可行性与目前这一代的激光。
2021-05-24 physics.plasm-ph
Effect of laser intensity and dynamics of plasma on laser induced breakdown spectroscopy
当激光诱导等离子体在外加稳恒磁场作用下或在小腔体中被限制/减速时，激光诱导击穿光谱（LIBS）的信号会增强。在磁约束的情况下，已经观察到LIBS信号的增强~2倍。磁约束和空间约束的组合提供了一个数量级的增强。对减速等离子体的理论分析与实验观测相一致。发现LIBS信号的增强依赖于等离子体约束的效率以及激光的持续时间。LIBS信号在较高激光强度下的饱和与电子-离子碰撞频率以及等离子体羽流的动力学和不稳定性有关。还讨论了进一步增强发射的可能性。
2014-06-30 physics.optics physics.plasm-ph
Broadband wide-angle absorption enhancement due to mode conversion in cold unmagnetized plasmas with periodic density variations
本文从理论上研究了在具有周期性空间密度变化的冷、非磁化和分层等离子体中，p偏振电磁波到纵向等离子体振荡的模式转换和相应的共振吸收。我们考虑正弦密度配置，其中模式转换发生的频带很好地包括在一维等离子体光子晶体的传输带内。我们计算模式转换系数，它衡量的电磁波能量吸收到等离子体的分数，和磁场强度的空间分布的波的频率和入射角的不同值，使用模式转换的不变嵌入理论。我们发现，由于模式转换和光子能带结构之间的相互作用，吸收在很宽的频率和入射角范围内大大增强。增强的发生是因为对于传输频带内的频率，波反射被强烈抑制，并且波更深地穿透到非均匀区域中，从而增加了它们到达介电常数消失的许多谐振点的可能性。
2016-02-19 physics.plasm-ph
Operando XPS in Reactive Plasmas: The Importance of The Wall Reactions
本文利用等离子体-XPS技术原位监测Ag(111)表面在氧化/还原等离子体中的实时化学变化，结合气相XPS和质谱分析，揭示腔室壁反应的重要作用，证明该技术是微电子研究中的多功能动态表征工具。
2025-02-26 cond-mat.mtrl-sci physics.plasm-ph
Fusion reactions initiated by laser-accelerated particle beams in a laser-produced plasma
高强度脉冲激光技术的出现使得物质在远离热平衡的条件下产生极端状态成为可能。这反过来又可以使不同的方法从核聚变中产生能量。放宽平衡要求可以扩大聚变燃料中使用的同位素范围，允许更清洁和更少危险的反应，不产生高能中子。在这里，我们提出并实现了一种手段来驱动质子和硼-11核之间的聚变反应，通过碰撞激光加速质子束与激光产生的硼等离子体。我们报告的质子硼反应速率的数量级高于以前报道的。除了聚变，我们的方法还展示了一种探索低能核反应的新方法，例如在天体物理等离子体和相关环境中发生的反应。
2013-10-08 nucl-ex physics.acc-ph physics.optics
PTFE treatment by remote atmospheric Ar/O2 plasmas: a simple reaction scheme model proposal
采用远程常压微波等离子体炬对聚四氟乙烯（PTFE）样品进行处理，并对处理后的样品进行水接触角（WCA）和X射线光电子能谱学（XPS）分析。在纯氩等离子体的情况下，观察到的WCA的减少，同时观察到的疏水性增加时，一些氧气被添加到放电。WCA结果与参考样品的XPS相关，并且WCA的变化归因于样品的粗糙度的变化。一个简单的动力学方案的PTFE表面上的化学提出解释的结果。
2013-03-15 cond-mat.mtrl-sci physics.plasm-ph
Modeling of three-dimensional betatron oscillation and radiation reaction in plasma accelerators
β振荡是激光或束驱动等离子体尾场加速器中的一种常见现象。在传统的模型中，等离子体尾流对相对论电子提供线性聚焦力，电子在一个横向方向上振荡，电子振荡频率与电子的$1/\sqrtγ$成正比，其中$γ$是电子的洛伦兹因子。用数值方法得到了电子感应加速器时间尺度上的运动的长期方程，并与原始方程进行了比较。除了已经发现的辐射反应引起的纵向和横向阻尼外，我们还根据长期方程给出了纵向相位漂移、电子感应加速器相移和电子感应加速器极化变化等现象。这项工作对未来的等离子体高能加速器和对撞机具有重要的参考价值。
2022-11-01 physics.acc-ph physics.plasm-ph
Stopping Power Enhancement From Discrete Particle-Wake Correlations in High Energy Density Plasmas
利用准静态粒子模拟程序QuickPIC对电子束在高能量密度（HED）等离子体中的传播进行了三维模拟，结果表明，当电子束通过尾流相互作用时，阻止功率显著增加。每个电子束激发波长为$\sim2πc/ω_{pe}$的等离子体波尾流，其中$c$是光速，而$ω_{pe}$是背景等离子体频率。我们表明，离散收集的电子经历了一个光束等离子体一样的不稳定性所造成的相互粒子尾流相互作用，导致电子束中聚束，即使对于光束密度$n_b$流体理论崩溃。这种聚束增强了光束的阻止能力，我们称之为“相关阻止”，并且这种效果随着“相关数”$N_b \equiv n_b (c/ω_{pe})^3$的增加而增加。例如，在具有$n_e=10^{26}$ cm $^{-3}$（450 g cm $^{-3}$ DT）的冷背景等离子体中，具有$N_b=1/8$的单能9.7 MeV电子束具有$2.28\pm0.04$乘以单电子值的阻止本领，对于$N_b=64$，其增加到$1220\pm5$。光束还经历横向偏转，这最终限制了停止增强。
2021-07-31 physics.plasm-ph
Plasma screening of nuclear fusion reactions in liquid layers of compact degenerate stars: a first-principle study
白矮星内层和中子星包层的核聚变反应的可靠描述对于从吸积中子星到Ia型超新星的广泛可观测天体物理现象的真实建模是重要的。我们研究的问题，屏蔽的库仑势垒阻碍反应，由周围的等离子体融合核。屏蔽因子的数值计算是从第一原理的援助下的量子力学路径积分的模型中的一个组件的等离子体的原子核的温度和密度典型的致密的液体层的紧凑的简并星。我们不依赖于文献中广泛使用的各种准经典近似，如因式分解隧穿过程、平均球对称势中的隧穿、经典自由能和对关联函数的使用、线性混合规则等，总体上与以前从热核极限到$Γ\sim 100$的结果符合得很好.对于很强耦合的液体$100 \lesssim Γ\leq 175$，发现了与当前使用的反应速率的参数化的偏差，并通过简单的解析表达式来近似。本文提出的考虑等离子体屏蔽的核反应速率计算方法可推广到恒星物质的离子混合物和结晶相。
2021-09-20 astro-ph.HE physics.plasm-ph
Measurement of the plasma astrophysical S factor for the 3He(D, p)4He reaction in exploding molecular clusters
利用强超快激光脉冲与氘分子团簇的相互作用，首次在几keV的温度下测量了~ 3 He（D，p）~ 4 He聚变反应的等离子体天体物理S因子。在气体喷射靶中混合不同比例的D2和3 He或CD 4和3 He，以允许测量3 He（D，p）4 He反应的截面。测量了3 He（D，p）4 He反应产生的14.7 MeV质子的产额，以提取低能下的天体物理S因子。我们的结果与文献中发现的其他S因子参数化是一致的。
2013-07-01 nucl-ex physics.plasm-ph
Investigation of light ion fusion reactions with plasma discharges
研究轻离子聚变反应产额与低反应能的关系对于理解恒星燃料链和发展未来能源技术具有重要意义。实验变得越来越具有挑战性，在较低的反应能，由于指数下降的聚变截面低于库仑势垒。我们报告的实验中，氘-氘（D-D）聚变反应的研究，在脉冲等离子体中的辉光放电制度，使用台式装置。我们使用粒子在细胞代码模型等离子体条件。这种方法的优点是相对较高的峰值离子电流和电流密度（0.1至几A/cm^2），可以应用于金属丝阴极几天。我们用基于闪烁器的探测器探测D-D反应中的中子。对于钯靶，我们发现中子产率作为阴极电压的函数，比在离子能量低于2千电子伏（质心框架）的裸核聚变预期的产率高100倍以上。一个可能的解释是由于1000+/-250 eV的电子屏蔽电势而对离子能量进行了校正，这增加了通过排斥性库仑势垒的隧穿概率。我们的紧凑，强大的设置，使参数研究这种效果在相对较低的反应能。
2019-05-24 astro-ph.SR physics.plasm-ph
Optimization of Argon Plasma Working Pressure through Parallel PIC Simulations for Enhancement of Material Surface Treatment
本研究开发基于并行PIC方法的等离子体模拟方案，通过多处理器分区计算开展氩等离子体仿真，确定-500V施加电压下的最优工作压强为100mTorr，可为材料表面处理工艺优化提供支撑。
2025-11-14 physics.plasm-ph
Amplitude enhancement of the self-modulated plasma wakefields
种子自调制（SSM）已经被证明将长质子束团转换成许多等距的微束团（例如，唤醒情况），然后共振激发强尾流场。然而，均匀等离子体中的尾波场在达到峰值后，振幅迅速下降。这是由自调制期间尾流相速度显着降低引起的。大量的质子从聚焦和减速区域中滑出并丢失，因此不能对尾流场的增长做出贡献。以前建议的解决方案包括一个尖锐的或线性的等离子体纵向密度增加，可以补偿后向相移，从而提高尾场。在本文中，我们提出了一种新的等离子体密度分布，它可以进一步提高尾场幅度的30%。更重要的是，几乎24%的质子最初位于沿一个等离子体周期生存在调制后的微束。讨论了基本的物理学。
2018-05-08 physics.acc-ph physics.plasm-ph
Plasma screening and configuration interaction effects induced large enhancement on L-shell photoionization cross sections and opacity
National Key Laboratory of Computational Physics, Institute of Applied Physics and Computational Mathematics（计算物理国家重点实验室，应用物理与计算数学研究所）；School of Optoelectronics, University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学光电学院）；School of Mathematics and Physics, Qinghai University（青海大学理学院）；Center for Applied Physics and Technology, HEDPS, Peking University（北京大学高能量密度物理科学与技术研究院应用物理与技术中心）
该研究提出结合等离子体屏蔽和组态相互作用效应改进处理的不透明度模型，解释了铁、铬和镍不透明度相关差异，为太阳内部温度下 L 壳层不透明度测量提供系统解释，推动高能量密度等离子体中相关精确模拟。
2026-07-24 astro-ph.SR physics.atom-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
Plasma assisted CO$_2$ splitting to carbon and oxygen: A concept review analysis
本概念审查文件分析了为CO $_2$裂解为碳和O $_2$（CO $_2$ tC）的挑战性反应开发技术解决方案的可能性。在应对气候变化和温室气体排放方面，这是一个梦幻般的反应。有相当有限的文献适应症进行了审查，并分析了局限性和前景。非热等离子体与催化相结合是促进该反应的可能性之一。目前对等离子体辅助CO $_2$裂解的研究主要限于CO的形成。通过结合目前对等离子体CO $_2$裂解的研究现状与CO $_2$ tC的研究数据，可以提出一种尝试性的新方法。这是一个概念性的想法，提出和讨论的工具，以刺激在该领域的研究，包括提出替代的可能性。这一概念和反应的挑战进行了讨论。
2022-04-24 cond-mat.mtrl-sci physics.plasm-ph
Radiation reaction cooling as a source of anisotropic momentum distributions with inverted populations
本研究聚焦强电磁场与辐射反作用下无碰撞等离子体的动量分布特性，解析推导强磁场中等离子体环形动量分布的形成时间尺度，并经粒子模拟验证，揭示该分布的动力学不稳定性可引发相干辐射，对天体物理和实验室等离子体研究具有意义。
2023-03-29 astro-ph.HE physics.plasm-ph
Nuclear Fusion in Laser-Driven Counter-Streaming Collisionless Plasmas
核聚变反应是自然界中为恒星提供动力和产生新元素的最重要过程，也是理解宇宙核合成的核心。研究接近真实天体物理条件的全等离子体环境中的反应至关重要。利用激光驱动的逆流无碰撞等离子体，在27 keV的类伽莫夫窗口中研究了D-$+$-D-$\rightarrow n +^3$-He聚变.结果表明，天体物理核反应产额可以通过自生电磁场和等离子体的集体运动来调制。这种等离子体型小型对撞机为在地球实验室中研究天体物理学感兴趣的能量可调的等离子体核反应提供了一种新的工具。
2016-11-12 astro-ph.IM nucl-ex physics.plasm-ph
Enhancement of Mid-/High-Z Impurity Transport by Continuous Li-granule Dropping in a Stellarator Plasma
Laboratorio Nacional de Fusión, CIEMAT（国家聚变实验室，CIEMAT）；Max-Planck Institute for Plasma Physics（马克斯·普朗克等离子体物理研究所）；Princeton Plasma Physics Laboratory（普林斯顿等离子体物理实验室）；National Institute for Fusion Science, National Institutes of Natural Science（国立研究开发法人自然科学研究机构 国立融合科学研究所）；The Graduate University of Advanced Studies, SOKENDAI（综合研究大学院大学，SOKENDAI）；Interdisciplinary Graduate School of Engineering Sciences, Kyushu University（九州大学理工学研究院）；Department of Electrical Engineering, Royal Institute of Technology（皇家理工学院电气工程系）；National Institutes for Quantum Science and Technology, Naka Institute for Fusion Science and Technology（国立研究开发法人量子科学技术研究开发机构 那珂融合科学与技术研究所以）
研究发现持续锂颗粒滴落可增强中高Z杂质输运，通过实验和模拟揭示经典输运机制在杂质输运中的作用。
2026-02-10 physics.plasm-ph
Photo-transmutation of long-lived radionuclide Cs-135 by laser-plasma driven electron source
相对论性电子在激光有质动力的作用下被聚焦到高Z值的电子束上，产生高亮度的伽马射线束，进而引发光核反应。本文通过Geant 4模拟，论证了激光等离子体驱动电子源对长寿命放射性核素Cs-135进行光嬗变的可能性。分别在10^{20} W/cm ^2、5 × 10^{20} W/cm ^2、10 ^{21} W/cm ^2和5 × 10^{21} W/cm ^2四种不同的激光强度下观察到了高能电子产生、韧致辐射和光核反应。结果表明，激光强度和靶的几何形状对嬗变反应产额有很大的影响。在不同的激光强度下，找到了获得最大反应产率的推荐靶尺寸。这项工作的显著特点是评估最佳激光强度，以产生每焦耳10^8的最大反应产额，激光脉冲能量为10^{21} W/cm ^2。我们的研究表明，基于激光的电子源驱动的光嬗变作为一个有前途的方法，实验研究嬗变反应，具有潜在的应用于核废物管理。
2016-01-13 physics.plasm-ph
Optimized plasma high harmonics generation from ultra-intense laser pulses
研究了强流短脉冲激光等离子体中高次谐波的产生，在等离子体动力学中考虑了离子运动、电子-离子碰撞和辐射反作用力的影响。激光辐射压力通过打孔效应诱导等离子体离子运动，导致谐波谱的频移和展宽。经典辐射反作用力稍微减轻了由离子运动引起的频率展宽。基于这些结果和物理考虑，给出了产生单个强阿秒脉冲和相干XUV辐射的最佳区域的参数图。
2017-04-18 physics.plasm-ph
Comment on "Large enhancement in high-energy photoionization of Fe XVII and missing continuum plasma opacity"
最近的R矩阵计算声称由于原子核激发，Fe XVII的不透明度显著增强[S. N. Nahar & A.K. Pradhan，Phys. Rev. Letters 116，235003（2016），arXiv：1606.02731]，并断言这种增强与最近测量的高于预测的铁不透明度一致[J.E. Bailey等人，Nature 517，56（2015）]。这一评论表明，标准的不透明度模型已经直接与实验数据进行了比较，产生的Fe XVII的光子吸收截面有效地相当于（实际上大于）新的R-矩阵不透明度。因此，新的R-矩阵结果不能被期望显著影响理论和实验之间的现有差异，因为它们相对于标准模型既不产生“大的增强”，也不解释“缺失的连续等离子体不透明度”。
2016-08-10 astro-ph.SR physics.atom-ph physics.plasm-ph
The effects of resonant magnetic perturbations and charge-exchange reactions on fast ion confinement and neutron emission in the Mega Amp Spherical Tokamak
非轴对称共振磁微扰（RMP）在兆磁球形托卡马克（MAST）低电流等离子体中的应用被发现与中子产生的大幅下降相关，表明快离子约束的显著退化。这种扰动对MAST中快离子的影响已经使用非稳态轨道跟踪蒙特卡罗代码（NSS OFMC）的修订版本进行了建模，其中聚变反应速率的参数化已被更新，中子速率已被重新计算。通过与背景中性粒子的电荷交换（CX）和随后的再电离的快速中性粒子由于与散装等离子体粒子碰撞的快速离子的损失也被考虑在内。在建模中纳入了血浆对外部施用RMP反应的影响。更新后的结果表明，在RMP的存在下，考虑到等离子体响应和CX反应的计算中子速率与整个分析目标时间的实验数据非常吻合。CX反应在确定中子速率方面起着重要作用，特别是在RMP开始之前。
2018-06-15 physics.plasm-ph
"Colliding beam" enhancement mechanism of deuteron-deuteron fusion reactions in matter
我们提出了一个“乒乓”机制的增强之间的低能量外部氘束和凝聚态物质或分子靶的氘聚变反应。该机制是基于一个目标氘核的加速的可能性与其随后从物质中的重原子反弹的抛射体氘核的库仑场和随后的两个氘核相互移动的融合。这有效地将固定目标过程转换为碰撞束反应。在一个简单的极限情况下，这将负穿透性指数减小了$\sqrt{2}$的因子。我们还讨论了束缚靶氘的“零振荡”的贡献。所提出的机制预计将是有效的，在重原子附近的目标氘定位的化合物。
2000-10-09 cond-mat.mtrl-sci nucl-ex nucl-th
Reaction-in-Flight Neutrons as a Test of Stopping Power in Degenerate Plasmas
本文首次对惯性约束聚变系统中的飞行反应中子进行了测量。实验是在国家点火装置上进行的，使用了Low Foot和High Foot驱动器和低温塑料胶囊。在这两种情况下，高能RIF（$E_n>$ 15 MeV）的中子谱的组成部分被发现是约$10^{-4}$的总数。大多数RIF中子产生于密封舱燃烧热点周围的致密冷燃料中，数据与中等至强耦合$(Γ\sim$ 0.6）和电子简并$(θ_\mathrm{Fermi}/θ_e\sim$ 4）的压缩冷燃料一致。RIF中子的产生受等离子体中的阻止本领控制。因此，目前的RIF测量提供了一个独特的测试阻止功率模型在实验上未探索的等离子体制度。我们发现，测量的RIF数据强烈约束停止模型在温暖的稠密等离子体条件下，一些模型被排除在我们的分析这些实验。
2014-11-25 nucl-ex nucl-th physics.plasm-ph
Incoherent synchrotron emission of laser-driven plasma edge
当相对论强线偏振激光脉冲入射到过密等离子体时，在等离子体边缘形成一个致密的电子层，电子层的相对论运动导致高次谐波产生、离子加速和γ光子的非相干同步辐射。在这里，我们提出了一个自洽的分析模型，描述的边缘运动，并将其应用到由超相对论等离子体电子的非相干同步辐射的问题。该模型考虑了高次谐波的相干辐射反应和Landau-Lifshitz形式的非相干辐射反应。分析结果与三维粒子模拟在一定的参数区域，对应于相对论电子弹簧相互作用制度。
2015-08-24 physics.plasm-ph
A reaction mechanism for oxygen plasmas
本研究提出氧等离子体的反应机理，通过LoKI工具在直流辉光放电条件下验证，明确主要物质的生成消耗机制及氧原子的加热主导作用，倡导等离子体化学动力学方案采用标准验证范式。
2023-05-05 physics.plasm-ph
On radiative damping in plasma-based accelerators
分析了等离子体基电子加速器中的辐射阻尼。研究了在恒定加速力和经典辐射反作用力共同作用下的电子动力学。结果表明，电子加速不受辐射反应的限制。如果一开始加速力比辐射反作用力强，那么电子加速是无限的。否则，电子会被辐射阻尼减速到某个时刻，然后无限加速。无论初始条件如何，电子的无限时间渐近行为都由提供无限加速度的自相似解控制。辐射阻尼引起的相对能量扩散在无限时间内随时间减小。
2012-05-11 physics.acc-ph physics.plasm-ph
Energy enhancement of laser-driven ions by radiation reaction and Breit-Wheeler pair production in the ultra-relativistic transparency regime
研究发现在超相对论透明区，辐射反应和Breit-Wheeler对产生可增强激光驱动碳离子的能量，通过改变Buneman不稳定性相速度，进一步提高离子能量。
2023-07-03 physics.plasm-ph
Nonlinear polarization effects on plasma screening for fusion reactions
Key Laboratory of Beam Technology of the Ministry of Education, and School of Physics and Astronomy, Beijing Normal University（教育部束流技术重点实验室，北京师范大学物理与天文学院）；Institute of Applied Physics and Computational Mathematics（应用物理与计算数学研究所）；Graduate School, China Academy of Engineering Physics（中国工程物理研究院研究生院）；CAPT, HEDPS, and IFSA Collaborative Innovation Center of MoE, Peking University（北京大学、教育部前沿交叉学科研究中心、高能量密度物理中心和IFSA协同创新中心）；Institute of Radiation Technology, Beijing Academy of Science and Technology（北京市科学技术研究院辐射技术研究所）
该研究针对D-T、p-$^{11}$B等热核反应，采用有限温度托马斯-费米-狄拉克框架得到双中心等离子体屏蔽势，结合核势求解薛定谔方程，揭示离子与电子非线性极化的竞争对聚变率的影响，指出双中心处理对预测稠密等离子体聚变率的重要性。
2026-09-18 nucl-th physics.plasm-ph
