Vortical Dynamics of spinning quantum plasmas - Helicity Conservation
结果表明，由量子自旋等离子体的自旋场构造的涡量与代表磁场和速度场的经典广义涡量结合，产生一个新的服从标准涡动力学的广义涡量.量子或自旋涡的表达式，并由此产生的广义螺旋不变量。将相当复杂的自旋量子系统简化为一个众所周知的和高度研究的经典形式，为描绘从固态到天体物理对象的致密等离子体所特有的物理学开辟了熟悉的通道。一个简单的例子表明，自旋等离子体的磁性可以比相应的经典系统丰富得多。
2011-10-17 physics.plasm-ph
Spin quantum plasmas - new aspects of collective dynamics
量子等离子体是一个迅速发展的研究领域，其应用范围从纳米电子学、纳米级器件和超冷等离子体到惯性约束聚变和天体物理学。在这里，我们给一个简短的系统概述量子等离子体。特别是，我们分析了集体效应，由于使用流体模型的自旋。讨论了在磁流体力学极限下，由于等离子体电子（或正电子）自旋性质而引入的内禀磁化强度。最后，对理论和应用实例进行了讨论.
2008-04-02 physics.plasm-ph
On the possibility of metamaterial properties in spin plasmas
等离子体的流体理论被扩展到包括电子自旋的性质。本文提出了磁化等离子体中波的线性理论，指出自旋效应引起磁导率的变化。此外，通过改变外部磁场的方向，磁导率可以变为负。这导致长波长区域的不稳定性。然而，如果这些可以被控制，则自旋等离子体变成宽频率范围的超材料，即，高于离子回旋频率但低于电子回旋频率。我们的结果的后果进行了讨论。
2008-06-05 physics.plasm-ph
Effects of the $g$-factor in semi-classical kinetic plasma theory
本文提出了自旋等离子体的动力学理论，推广了前人的理论。在该模型中，普通相空间被扩展到包括自旋自由度。与麦克斯韦方程组一起，系统被证明是能量守恒的。通过分析线性性质，发现新的波粒共振是可能的，它直接依赖于电子的反常磁矩，结果出现了在没有自旋时不存在的新的波模。我们的研究结果的影响进行了讨论。
2008-11-11 astro-ph physics.plasm-ph
Comment on "Spin Contribution to the Ponderomotive Force in a Plasma"
几年前，G。Brodin，A. P. Misra和M. Marklund认为“自旋贡献的有质动力在等离子体”物理评论快报。\textbf{105}，105004（2010）。他们应用了电子气的双流体模型，其中自旋向上和自旋向下的电子被认为是两种不同的物质。他们解决这个问题的方法似乎与泡利方程不一致。正确的模型在这篇评论中提出。
2014-10-26 physics.plasm-ph
Energy evolution in many-particle quantum hydrodynamics of spinning plasmas
本文发展了一种研究自旋粒子系统量子演化的量子流体力学（QHD）方法。从具有自旋-自旋和库仑修正哈密顿量的多粒子微观薛定谔方程出发，导出了带电和中性自旋粒子的基本方程--能量演化方程。我们导出了自旋对能量演化方程、热能和热能流的贡献。
2015-08-12 physics.plasm-ph
Circularly polarized modes in magnetized spin plasmas
研究了磁化等离子体中电子的内禀自旋对圆极化波传播的影响。新的本征模被识别，其中一个在电子回旋频率以下传播，一个在自旋进动频率以上传播，另一个接近自旋进动频率。后者对应于铁磁体在一定条件下的自旋模。在电子的非相对论运动中，即使当外部磁场$B_{0}$低于量子临界磁场强度时，自旋效应也变得明显，即，$B_{0}<$ $B_{Q} =4.4138\times10^{9}\, \mathrm{T}$且电子密度满足$n_{0} \gg n_{c}\simeq10^{32}$ m $^{-3}$。讨论了电子自旋（顺磁）共振（ESR）在等离子体诊断中的重要性。
2010-06-24 physics.plasm-ph
Nonlinear Coupling of Electromagnetic and Spin-Electron-Acoustic Waves in Spin-polarized Degenerate Relativistic Astrophysical Plasma
研究有限振幅电磁波在部分自旋极化简并等离子体中传播引发的不稳定性，发现其源于电磁波与纵向自旋电子声波的相互作用，且不稳定性随自旋极化增强而增加。
2022-02-23 astro-ph.HE physics.plasm-ph
Spin magnetosonic shocks in quantum plasmas
研究了磁声波在耗散量子等离子体介质中传播的一维激波结构。采用量子磁流体动力学（QMHD）模型，考虑了由玻姆势引起的量子力项和电子的类压自旋力项。的非线性演化方程（Korteweg de-Vries-Burger），推导出描述的小振幅MSWs，其中的耗散是由等离子体电阻率提供的动力学，数值求解得到振荡和单调的冲击结构。激波强度随集体隧穿效应的增强而减小，随自旋取向效应的增强而增大。理论结果可能对天体物理学具有重要意义（例如，磁星）以及用于超冷实验室等离子体（例如，Rydberg等离子体）。
2008-06-16 physics.plasm-ph
On the rich eight branch spectrum of the oblique propagating longitudinal waves in partially spin polarized electron-positron-ion plasmas
本文研究了电子-正电子和电子-正电子-离子等离子体中电子和正电子的自旋演化。我们考虑在这个系统中斜传播的纵波。我们报告存在的自旋电子声波和它们的色散依赖性。在电子-正电子等离子体中，与电子-离子等离子体类似，我们发现一个自旋电子声波（SEAW）在平行或垂直于外场传播，两个自旋电子声波在斜向传播。在电子-正电子-离子等离子体中，平行或垂直传播的纵波有四个分支：朗缪尔波、正电子-声波和具有自旋性质的波对，即自旋电子-正电子声波（SEAW），我们称之为自旋电子-正电子声波（SEPAW）。在斜向传播时，我们发现了八种纵波：朗缪尔波、Trivelpiece-Gould波、正电子声波对、SEAW对和SEPAW对。因此，我们首次报告了斜传播中存在的第二正电子声波的存在以及SEPAW的存在。
2016-01-05 physics.plasm-ph
On a consistent macroscopic description for a spin quantum plasma with interparticle interactions
粒子浓度算符的量子力学平均化是推导多粒子量子流体力学方程的有效出发点。在多粒子量子系统中，我们必须将局域质心（速度场）的有序运动、热运动和量子运动分开。这里所提到的量子力学平均过程是完全确定的，它不同于通常的平均过程，通常的平均过程会为量子态引入不确定的概率。结果表明，$N$ -粒子旋量波函数的Madelung分解允许正确的速度场的引入，并给出了明确的表达式的量子贡献的动量，和自旋通量。形式主义也包含库仑和自旋自旋粒子间相互作用产生的等离子体效应。结果表明，这两种相互作用出现在等离子体动力学作为有效的电场和磁场。结果发现，在粒子间相互作用的自洽场近似下，自旋量子等离子体是完全相干的。一个简单的后果-粒子间的相关性所带来的变化，在自旋量子等离子体中的静电波的传播-进行了讨论。
2013-04-21 physics.plasm-ph
Spin-induced localized density excitations in quantum plasmas
本文研究了在考虑电子自旋效应的量子等离子体中，电子惯性对局域密度激发动力学的主导作用。利用包含电子隧穿和自旋极化现象的量子磁流体力学（QMHD）模型，揭示了等离子体顺磁性和抗磁性等量子效应对量子等离子体中孤子存在判据的必然影响.此外，它表明，磁声局域密度激发的稳定性强烈依赖于量子系统的维数。孤子稳定性存在两个不同的区域，依赖于电子的有效质量的值，其中，孤子振幅相对于外部磁场强度的变化是完全相反的，在这些区域。目前的研究结果可能是重要的动力学非线性波特性在致密的实验室或惯性约束等离子体的研究。
2011-08-21 physics.plasm-ph
Effect of Spin Polarization on Lattice Vibrations and Electron Wave Interactions in Piezoelectric Semiconductor Quantum Plasma
本文研究磁场引起的自旋极化对压电半导体量子等离子体中晶格振动、电子波相互作用及声波放大的影响，采用改进的SSE-QHD模型推导色散关系与增益系数，发现量子效应降低波频率但显著提升声学增益，自旋极化则使频率和放大略有增加。
2025-04-04 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
The effect of spin magnetization in the damping of electron plasma oscillations
利用磁化等离子体的半经典动力学理论，研究了粒子自旋对等离子体波传播的影响。除了朗道阻尼外，我们还研究了静电波模式的简单阻尼效应。在不考虑自旋对Vlasov方程贡献的量子效应的情况下，我们证明了自旋产生了一个新的阻尼或不稳定性，它与系统的零阶磁化强度成正比.这种校正取决于与自旋矢量耦合的波的电磁部分。
2010-05-14 physics.plasm-ph quant-ph
A linearized kinetic theory of spin-1/2 particles in magnetized plasmas
我们考虑了磁化等离子体中包含电子自旋性质的线性动力学理论。出发点是一个平均场Vlasov方程，来自一个完全量子力学的治疗，其中考虑到电子自旋进动和磁偶极子力的影响。一般的电导率张量的推导，包括自由电流的贡献，以及与自旋贡献相关的磁化电流。最后，我们对量子力学边界进行了广泛的讨论，列出了各种量子效应必须满足的参数条件。
2010-10-05 physics.plasm-ph
Spin-orbit interaction in a high-power laser irradiated micro-scale plasma waveguide
光携带角动量作为自旋和轨道分量。光的自旋-轨道相互作用（SOI）是指自旋（左或右圆偏振）影响空间自由度的现象。最近，人们对SOI的兴趣激增，因为它提供了对亚波长尺度偏振光行为的物理洞察，并允许对光进行自旋控制。大多数研究都是在低强度下进行的，这使得SOI在相对论性激光-等离子体相互作用中所起的作用，其特征在于非线性，了解较少。在这里，使用3D粒子模拟，我们报告SOI效应在这个前所未有的制度。具体而言，照射微尺度等离子体波导的圆偏振高斯激光驱动自旋控制的手性表面波，允许反射的谐波光子获得轨道角动量（OAM）。这些效应在极紫外区产生强烈的光学涡旋--这是一个具有重要基础和应用物理潜力的领域。
2019-09-06 physics.plasm-ph
Spin-caloric resistance of Dirac plasma in a graphene Corbino device
研究石墨烯 Corbino 器件中自旋极化流体动力学 Dirac 等离子体的热输运，揭示自旋扩散与自旋热电流通过改变黏性耗散显著增强热阻。
2024-12-09 cond-mat.mes-hall physics.plasm-ph
Quantum Hydrodynamics Approach to The Research of Quantum Effects and Vorticity Evolution in Spin Quantum Plasmas
本文用磁量子流体力学方法研究了自旋费米子系统在外场中的量子演化。从多粒子微观薛定谔方程出发，引入自旋-自旋和库仑修正的哈密顿量，导出了微观量子流体力学的基本方程（动量平衡方程和磁矩密度方程）.利用该方法导出了量子自旋等离子体的扩展涡度演化方程。预测了新的自旋力和自旋-自旋相互作用对费米子运动、磁矩密度演化和涡度产生的影响。研究了非线性哨声模湍流中电子内禀自旋的影响。这一结果可用于自旋多粒子系统的理论研究，特别是致密天体中的致密量子等离子体、半导体和微机械系统中的等离子体、量子x射线自由电子激光等。
2014-02-19 cond-mat.quant-gas physics.plasm-ph
Effects of the electron spin on the nonlinear generation of quasi-static magnetic fields in a plasma
通过一个扩展的动力学模型，考虑电子自旋的影响，研究了等离子体中高频场非线性产生准静态磁场的过程。结果表明，虽然中温中密度等离子体中的非线性电流主要是由经典项引起的，但自旋对磁场产生机制仍有重要贡献.我们的结果的应用进行了讨论。
2010-06-21 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
Spin Transport Hydrodynamics of Polarized Deuterium-Tritium Fusion Plasma
该研究推导了极化氘氚聚变等离子体的自旋输运方程，通过三维模拟研究其流体动力学特性，发现优化靶的自旋排列可减少极模不对称性导致的离子及中子束去极化，为惯性约束聚变提供参考。
2025-02-13 physics.plasm-ph
Spin magnetohydrodynamics
本文从自旋为1/2的粒子的非相对论泡利描述出发，导出了一组描述这类粒子与外场及其它粒子相互作用的流体动力学方程。这些方程描述了电子、正电子、空穴和类似的聚集体。在电子的情况下，电子-离子等离子体的磁流体动力学极限进行了研究。这些结果对实验室和天体物理等离子体都有意义。
2007-07-23 astro-ph physics.plasm-ph
Optical Effects in an Electric Dipole Spin Polarised Relativistic Quantum Plasma
本研究通过量子等离子体动力学计算电偶极矩极化电子气的自旋相关响应张量，推导相关态与顶点函数，揭示其响应特性与椭圆偏振本征模，补充了量子等离子体自旋极化效应的理论研究。
2025-03-21 hep-th physics.plasm-ph
Mapping electromagnetic fields structure in plasma using a spin polarized electron beam
本文提出了一种利用自旋极化相对论电子束映射等离子体中电磁场结构的方案。特别是利用粒子模拟和电子自旋示踪模拟，我们成功地从透射电子束的自旋演化重建了等离子体尾场。利用粒子模拟方法得到了探测束的运动轨迹，并利用自旋追迹法计算了探测束在磁场中的自旋演化。重建后的场反映了原场的主要特征，证明了利用自旋极化相对论电子束进行场探测的可行性。
2019-07-01 physics.acc-ph physics.app-ph physics.plasm-ph
Spin Hall effect of radiofrequency waves in magnetized plasmas
本文研究磁化聚变等离子体中射频波的自旋霍尔效应，用扩展几何光学射线方程计算波束位移，并通过全波模拟验证其可高达十个波长。
2023-08-09 physics.plasm-ph
Spin contribution to the ponderomotive force in a plasma
发展了由于电子的内禀自旋而产生的有质动力的概念。一个表达式包含的经典以及自旋诱导有质动力的推导。结果表明，电磁脉冲可以诱导自旋极化等离子体。此外，它表明，对于某些参数，非线性反作用的电磁脉冲的自旋磁化电流可以大于从经典的自由电流。合适的参数值直接测试这种效果。
2010-07-30 physics.plasm-ph quant-ph
Spin and magnetization effects in plasmas
我们给出了一个简短的回顾一些不同的模型治疗等离子体中的磁化效应。特别是，动力学模型和流体模型之间的过渡进行了讨论。我们也给出了这些理论的应用的例子。一些未来的方面进行了讨论。
2010-10-04 physics.plasm-ph quant-ph
A critique of recent semi-classical spin-half quantum plasma theories
某些最近的半经典自旋半量子等离子体理论的内部一致性，物理适用性和相关的融合，天体物理和凝聚态等离子体检查。它表明，在这些理论的推导和得到的一些结果是内部不一致的，并违背了量子力学和统计力学的既定原则，特别是在他们的治疗费米子和自旋。声称大的半经典效应的自旋磁矩，可以主导等离子体动力学被发现是无效的，无论是单粒子和集体。高温下拉莫尔矩占主导地位，而低温下由于泡利阻塞，自旋矩取消。从各种等离子体的显式的数值估计提供证明，自旋效应确实比许多被忽视的经典效应小得多。所作的分析表明，上述“自旋量子流体力学”理论与传统的实验室或天体物理学等离子体无关。
2014-09-01 cond-mat.other physics.flu-dyn physics.plasm-ph
Hydrodynamic and kinetic models for spin-1/2 electron-positron quantum plasmas: Annihilation interaction, helicity conservation, and wave dispersion in magnetized plasmas
本文讨论了自旋为1/2的电子-正电子量子等离子体的完整理论，其中电子和正电子以小于光速的速度运动。我们推导了一组两流体量子流体力学方程，包括连续性，欧拉，自旋（磁矩）演化方程的每个物种。我们明确地包括库仑，自旋-自旋，达尔文和湮灭相互作用。湮灭相互作用是本文的主要内容。我们考虑了湮灭相互作用在量子流体力学方程和磁化正负电子等离子体波谱中的贡献。我们考虑平行和垂直于外磁场的波的传播。我们还考虑了纵波的斜传播。本文导出了考虑Darwin相互作用和湮灭相互作用的正负电子等离子体的量子动力学方程组。我们将动力学理论应用于没有外场时的线性波行为。计算了Darwin相互作用和湮灭相互作用对朗缪尔波朗道阻尼的贡献。我们应该提到，湮灭相互作用不会改变系统中粒子的数量。它与湮灭本身无关，但它是电子-正电子对通过将其转换为虚光子而相互作用的结果。包含Darwin相互作用和湮灭相互作用的正负电子等离子体的一对非线性薛定谔方程。证明了在具有达尔文相互作用和湮灭相互作用的自旋粒子的正负电子量子等离子体中守恒螺旋度的存在性。结果表明，湮没相互作用在量子正负电子等离子体中起着重要作用，其贡献与自旋相互作用的贡献相当。
2014-04-18 astro-ph.HE physics.plasm-ph quant-ph
Spin Dynamics in Rotating Quantum Plasmas: Coupled EPI Dispersion and Solitary wave analysis
本文研究旋转天体物理量子等离子体中自旋、费米压力和 Bohm 势对静电波的影响，得到 e-p-I 耦合色散关系，并通过 KdV 方法获得孤子解，揭示量子效应增强色散与孤子稳定性。
2025-04-08 physics.plasm-ph
Effects of initial spin orientation on the generation of polarized electron beams from laser wakefield acceleration in plasma
本研究从理论和数值上探究预极化等离子体中初始自旋取向对激光尾波场加速电子束极化的影响，发现自旋动力学依赖自注入机制，纵向注入较横向注入更易获得高极化电子束。
2025-02-12 physics.plasm-ph
Quantum, spin and QED effects in plasmas
等离子体通常用经典方程描述。虽然这通常是一个很好的近似，但在某些情况下，量子描述是有动机的。在本文中，我们将包括几个量子效应，范围从粒子色散，提高了所谓的玻姆势，自旋效应，量子电动力学效应。当场强接近施温格临界场时，后者的影响出现，这可能发生在例如天体物理系统中。将介绍如何模拟这种量子效应的例子，并讨论这些模型产生的现象。
2008-04-02 physics.plasm-ph
Persistence of Deuterium and Tritium Nuclear Spin-Polarization in Presence of High-Frequency Plasma Waves
本研究通过第一性原理数值模拟及全轨道粒子追踪与专用去极化求解器，证明等离子体波在SPARC和ITER规模装置中对氘氚自旋极化的去极化作用很弱。
2025-09-29 physics.plasm-ph
Comment on "Spin-Gradient-Driven Light Amplification in a Quantum Plasma"
对S. Braun，F. A. Asenjo和S. M. Mahajan，Phys. Rev. Lett.，109，175003（2012）。我们表明，最近的论点，光放大驱动的非均匀量子自旋场在低温电子等离子体在金属是无效的。从本质上讲，忽略泡利的“阻塞”导致作者高估了内在自旋的影响。
2015-07-01 cond-mat.other physics.flu-dyn physics.plasm-ph
A critique of recent theories of spin half quantum plasmas
在这封信中，某些基本的物理学问题有关的所谓的“自旋量子等离子体”的最新理论进行审查。结果表明，这些理论的推导和某些结果与量子力学的基本原理相矛盾，特别是在费米子和自旋的处理上。所提出的分析表明，上述理论不适用于在所述密度下的任何温度范围，并且无法做出任何实验上可访问和可检验的预测。
2013-06-07 cond-mat.other physics.flu-dyn physics.plasm-ph
Background Field Method in Thermo Field Dynamics Theory for Wave Propagation in Unmagnetized Spinor QED Plasmas
本文发展了旋量量子电动力学（QED）等离子体集体模的多体相对论性量子场论。我们将热场动力学引入QED等离子体研究。采用非平凡背景场方法，考虑了背景带电等离子体粒子和辐射场的非微扰性。它是Yuan Shi等人[Phys. Rev. A 94，012124（2016）]在标量QED等离子体研究中首次引入的“Furry picture”的扩展。然而，他们的波函数方法在计算理想系统背景场时，很难推广到一般的多体情况。我们提出了一个经典的极限方法，它可以以一种实用的方式包括大多数微扰高能和量子多体方面。作为例子，讨论了非磁化正负电子等离子体中波的传播。在低能极限情况下，恢复了非相对论简并等离子体的色散关系。此外，还讨论了相对论引起的等离子体粒子质量增加、真空极化引起的有效电荷减少、有限光速对色散关系的影响以及温度对等离子体系统的影响。此外，还首次报道了正负电子对等离子体的零声和等离子体振荡诱导的粒子产生等新现象。最后，研究了高能量极限情况。
2020-12-17 physics.plasm-ph
Kinetic theory for spin-polarized relativistic plasmas
该研究针对高场科学中自旋极化等离子体的描述需求，推导了纳入QED效应的相对论动理学理论，进一步得到自旋极化量子辐射反作用方程，明确了自旋相关辐射反作用项及辐射对自旋动力学的贡献。
2023-08-23 hep-ph 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
Electron acoustic shock and solitary waves in spin polarized dense rotating quantum plasmas
针对旋转、自旋极化致密天体量子等离子体，研究耦合色散关系并用 Korteweg de Vries Burgers 方法获得电子声子冲击波解，揭示量子效应的展宽与稳定作用。
2025-07-24 physics.plasm-ph
Kinetic description of the oblique propagating spin-electron acoustic waves in degenerate plasmas
从自旋独立演化的量子动力学角度考虑了简并磁化等离子体中自旋电子声波的斜传播，其中自旋向上的电子和自旋向下的电子被视为具有不同平衡分布的两种不同粒子.它被认为是在静电极限。导出了相应的色散方程。色散方程的解析分析在长波长的限制，找到一个近似的色散方程描述的自旋电子声波。数值求解了近似色散方程。实部和虚部的自旋电子声波频率计算不同的值的参数描述的系统。结果表明，随着波传播方向与外加磁场夹角的增大，自旋电子声波频率的实部和虚部均减小。自旋极化的增加也降低了频率的实部和虚部。频率的虚部对波矢有非单调的依赖性，表现出单一的极大值。频率的虚部与实部相比对于所获得的色散方程的适用区域中的所有参数是小的。
2017-10-22 physics.plasm-ph
On equation of state for the "thermal" part of the spin current: Pauli principle contribution in the spin wave spectrum in cold fermion system
自旋演化为量子等离子体研究开辟了一个广阔的领域。等离子体中的自旋波是自旋1/2量子等离子体中的新现象。用多粒子量子流体力学方法建立的自旋密度演化方程表明存在自旋流的“热”部分，它类似于欧拉方程中存在的热压力或简并电子气的费米压力。然而，这一项已经被删除，因为还没有发现任何状态方程的热部分的自旋电流（TPSC），我们有压力。本文导出了TPSC的状态方程，并将其应用于自旋为1/2的量子等离子体的集体激发谱的研究。我们把我们的研究集中在自旋波的频谱上，因为这个频谱受到自旋流的热部分的影响。我们考虑了两种等离子体：电子-离子等离子体和简并电子-正电子等离子体。我们还提出了非线性泡利方程的旋量压力项包含描述的影响。本文还导出了存在于自旋流演化方程中的自旋流通量的热部分。我们还考虑了TPSC在大广义涡度演化中的贡献。
2015-10-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech physics.plasm-ph
Ponderomotive force due to the intrinsic spin for electrostatic waves in a magnetized plasma
本文利用包含自旋-轨道修正的量子动理学模型，推导了磁化等离子体中平行磁场传播静电波的有质动力解析表达式，发现 Langmuir 波和自旋共振波模中有质动力的自旋与经典贡献的主导地位随参数区间反转。
2023-02-10 physics.plasm-ph
Electrostatic Langmuir and SEAWs in spin polarized plasma double layer
建立了二维电子气（2DEG）两平行层中静电波的量子流体力学模型。考虑了两个区域：经典区域和自旋独立演化的量子区域。在经典情况下发现两个类朗缪尔波，其频率对浓度$ω^{2}\sim(n_{01}+n_{02}\pm2\sqrt{n_{01}n_{02}})$的依赖关系具有类干涉图案。它们出现在非相互作用的2DEG中，而不是两个2D朗缪尔波。在量子体系中发现了四种波的光谱。两个额外的波与单独的自旋演化有关，并与自旋电子声波相关联。也考虑了量子玻姆势的影响。
2018-07-31 physics.plasm-ph
Localized whistlers in magnetized spin quantum plasmas
研究了在具有内禀自旋的均匀量子等离子体中电磁电子回旋波（哨声）沿外磁场的非线性传播，以及静电小振幅离子声密度扰动对哨声的调制.考虑了与玻姆势相关的量子力的影响以及经典和自旋诱导有质动力（分别为CPF和SPF）的综合影响。后者以自洽的方式修改局部等离子体密度。波传播的耦合模式被证明是由一组修改的非线性薛定谔-Boussinesq方程，承认在固定的本地化信封的形式的精确解。数值模拟揭示了强磁化高密度等离子体中局域哨声自洽产生的大尺度密度涨落的存在。得到了调制不稳定性的条件和调制不稳定性增长率的值。我们的结果的可能应用，例如，讨论了强磁化密度等离子体和下一代激光-固体密度等离子体相互作用实验中的问题。
2010-10-23 physics.plasm-ph quant-ph
The electromagnetic instabilities propagation in weak relativistic quantum plasmas
温度各向异性激发的电磁不稳定性一直是高密度物理系统中的重要问题之一，其中自旋引起的相对论效应和量子效应是重要的。本文讨论的情况下，等离子体不是强耦合，但仍然是在一个经典的等离子体描述是不充分的制度。等离子体的长度尺度可以大于德布罗意长度，使得与自旋相关的量子效应可以是显著的。此外，唯一的相对论效应是由于电子自旋，例如自旋-轨道耦合效应（弱（半）相对论效应）。结果表明，这些效应在ICF实验中可能不重要，但在天体物理实验中，由于强磁场的存在，这些效应可能会产生重要的结果。结果表明，弱相对论效应可以覆盖磁偶极力和自旋旋进效应，从而使不稳定性的增长率比非相对论自旋极化情形有所增加.实际上，预期背景磁场中的电子俘获和粒子能量耗散的概率将降低，使得系统中将存在高部分的自由能。
2017-11-20 physics.plasm-ph
Particle-in-Cell simulations of electron spin effects in plasmas
在这里，我们已经开发了一个粒子在细胞的代码占磁偶极子力和磁化电流与电子自旋。相对于磁场，电子被分成自旋向上和自旋向下的粒子群，其中磁偶极子力对两种粒子以相反的方向作用。为了验证程序的有效性，我们研究了平行于外磁场传播的电磁脉冲产生的尾流场。所产生的尾流场的属性示出与以前的理论结果是在良好的定量协议。讨论了代码的推广以考虑更多的量子效应
2012-08-31 hep-ph physics.plasm-ph
Ion acoustic and spin electron acoustic cnoidal waves in a spin polarized plasma with exchange effects
本研究利用SSE-QHD模型和约化微扰法，研究了自旋极化等离子体中离子声波与自旋电子声波的cnoidal波，发现交换效应显著改变相速度并将SEAW结构由稀疏转为压缩。
2024-12-18 physics.plasm-ph
Highly spin-polarized multi-GeV electron beams generated by single-species plasma photocathodes
等离子体加速器的高梯度和高效率加速已经得到证明，显示出其作为未来在粒子物理学的能量前沿运行的对撞机的基石的潜力。然而，在这样的对撞机中使用基于等离子体的加速器产生和加速所需的自旋偏振光束一直是一个长期存在的挑战。在这里，我们表明，通过一个单一的物种（镱）蒸汽的高度相对论性，高电流的电子束的通道激发非线性等离子体唤醒主要电离的两个外部6s电子。通过圆偏振激光器进一步光电离所得到的Yb 2+离子，将4f14电子注入该尾流中，产生高度自旋偏振的光束。结合含时薛定谔方程模拟与粒子在细胞模拟，我们表明，亚飞秒，高电流（4 kA）的电子束与高达56%的净自旋极化可以产生和加速到15 GeV，在短短41厘米。这个相对简单的方案解决了在基于等离子体的加速器中产生自旋极化相对论电子的复杂问题。
2022-06-17 physics.acc-ph physics.atom-ph physics.optics
Spin and polarization effects on the nonlinear Breit-Wheeler pair production in laser-plasma interaction
研究了两束反向传播的线偏振10-PW级激光脉冲与薄靶相互作用中电子/正电子（$e^-$ / $e^+$）的自旋效应和$γ$光子的偏振效应。利用Monte Carlo方法，将非线性Compton散射和基于自旋和极化分辨几率的非线性Breit-Wheeler对产生过程引入到PIC（Particle-in-Cell）算法中.从PIC模拟中发现，发射的$γ$光子的平均线偏振度可以超过$50\%$。这种极化效应导致正电子产率降低约$10\%$。在某些中等正电子能量下，还原可达到$20\%$。此外，我们还观察到$e^-$ / $e^+$的局域自旋极化导致了$2\%$的正电子产额的轻微下降，以及由于自旋相关的光子发射导致的高能区正电子谱和光子极化的一些反常现象.结果表明，在计算10-PW量级激光对产生和激光-等离子体相互作用时，应考虑自旋和极化效应。
2021-02-11 physics.plasm-ph
In Situ Generation of High-Energy Spin-Polarized Electrons in a Beam-Driven Plasma Wakefield Accelerator
原位产生高能、强流、自旋极化的电子束是高能对撞机等离子体加速器发展的一个突出的科学挑战。在这封信中，我们将展示如何通过将某些原子的电子与圆偏振激光场电离注入到光束驱动的等离子体尾场加速器中来产生这样的自旋偏振相对论光束，为这一挑战提供了非常理想的一步解决方案。利用含时薛定谔方程（TDSE）模拟，我们发现氙原子的自旋相关电离倾向规律在强场多光子区与非绝热隧穿区相比可以逆转，导致高的总自旋极化.此外，三维粒子模拟（PIC）与TDSE模拟相结合，提供了从开始到结束的模拟氙原子的自旋相关的强场电离和随后的捕获，加速，并保存在锂等离子体中的电子自旋极化。我们展示了一个高电流（0.8 kA），超低归一化发射度（~37 nm），和高能量（2.7 GeV）的电子束在短短11厘米的距离内产生，高达~31%的净自旋极化。通过优化这一概念，更高的电流、能量和净自旋极化束是可能的，从而解决了等离子体加速器发展面临的一个长期问题。
2021-12-23 physics.acc-ph physics.atom-ph physics.optics
Conservation of angular momentum in second harmonic generation from under-dense plasmas
光束的自旋和轨道角动量是两个相互独立的参量，对机械物体的运动有着不同的影响。然而，当具有角动量的激光束与等离子体相互作用时，可以观察到自旋和轨道角动量之间的相互作用。在这里，我们通过测量在欠密等离子体中产生的二次谐波2ω辐射的螺旋相位，利用已知的自旋和轨道角动量泵浦光束，验证了光子的总角动量守恒，并观察到自旋到轨道角动量的转换。通过分析2ω光的近场强度分布，进一步确定了2ω光子的来源。2ω图像与当使用拉盖尔-高斯光束时通过自旋和轨道角动量的组合效应预测的在等离子体中的泵浦光束的最大强度梯度附近产生的这些光子一致。
2020-11-19 physics.optics physics.plasm-ph
Nonlinear propagation of light in Dirac matter
强激光与量子等离子体的非线性相互作用由集体狄拉克方程和麦克斯韦方程组耦合而成。利用该模型研究了相对论强激光在考虑电子自旋1/2效应的量子等离子体中的非线性传输。由于高强度激光导致的相对论效应通常导致激光频率的下移，类似于经典等离子体，其中相对论质量增加导致激光的自诱导透明性和其他相关效应。电子自旋-1/2效应导致电磁（EM）波的频率上移或下移，这取决于等离子体的自旋状态和EM波的偏振。对于实验室固体密度等离子体，自旋1/2对光传播的影响很小，但在白矮星核心的超密度等离子体中，自旋1/2对光传播的影响可能很大。我们还讨论了扩展的模型，包括量子等离子体中的电磁波的非线性传播的电子分布的动力学效应。
2011-07-18 physics.plasm-ph
Topological-Torsion and Topological-Spin as coherent structures in plasmas
经典电磁学的偏微分方程可以由两个外部微分系统产生，这两个外部微分系统在拓扑上将场强和电势F-dA= 0与场激发和电荷电流密度J-dG = 0区分开来。势A的存在导致独立的3-形式的T-Torsion = A^F和T-Spin = A^G。这些3-形式的外导数（发散）产生定义两个经典庞加莱不变量的异常。这些形式的封闭积分，当冻结场的变形不变量时，定义等离子体中的拓扑相干结构。当T-Torsion（T-Spin）为零时的解定义了拓扑基础上的横向磁（电）模。当T-Torsion的发散不为零时，存在一个经典的机制，电荷沿磁场线加速产生辛等离子体电流;沿B场线的大温度梯度可以作为中子星中恒星等离子体喷流的来源。在这种情况下，扭转矢量由动作电位的共形不变性唯一定义。在挠率矢量方向上的等离子体电流使A^F和A^G保持共形不变，因此这些场被冻结，即使过程是不可逆的。与这种冻结场相关的衰减相干和可变形拓扑结构是持久和可观察的伪像，类似于尾流，可以出现在任何等离子体域中，例如围绕恒星的区域。
2001-02-01 physics.plasm-ph physics.space-ph
