The contribution of magnetic monopoles to ponderomotive forces in plasmas
众所周知，当在等离子体方程中引入磁单极子时，电磁波的传播被修正。这是因为麦克斯韦方程组由于电荷电流密度和磁电荷电流密度的存在而获得对称结构。在这项工作中，我们研究的非线性现象的有质动力的存在下，磁单极等离子体。我们推广了Washimi-Karpman关于电荷上有质动力的结果，以考虑磁荷存在时麦克斯韦方程组的对称形式。结果表明，一般有质动力对这种等离子体的依赖非平凡的磁单极子，通过缓慢的时间和空间变化的电磁场振幅。即使等离子体没有被磁化，磁荷也会引入修正。这最后一个力感应出等离子体的磁化，因此感应出电子的回旋频率（正比于磁荷的平方）。最后，磁单极子也会受到电子的有质动力。该力沿着电磁波的传播方向加速磁荷。实验检测的可能后果进行了讨论。
2018-05-17 physics.plasm-ph
The ion-acoustic instability of the inductively coupled plasma driven by the ponderomotive electron current formed in the skin layer
本文针对射频波中电子的速度等于或大于电子热速度的情况，建立了电感耦合等离子体（ICP）的稳定性理论。该理论预言了ICP的不稳定性的存在，这些不稳定性是由加速电子在有质动力的作用下移动相对离子而在皮层中形成的电流驱动的。
2020-06-02 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
The parametric instability in the inductively coupled plasma driven by the ponderomotive current
本文对射频波中电子的速度等于或大于电子热速度的情况，建立了感应放电表层等离子体的稳定性理论。该理论基于振荡模式的方法，该方法解释了在皮肤层的空间非均匀RF场中电子分量相对于不可移动离子的振荡运动。该理论预言了增长率与频率相当的表皮层中存在参数型不稳定性。这种不稳定性是由射频场中电子-离子相对运动引起的两种效应的耦合作用引起的：扰动势的谐波的出现和有质动电流引起的谐波耦合。这种不稳定性存在于有质动力流速度的有限区间内，而在均匀无界等离子体中则不存在。
2020-03-12 physics.plasm-ph
Ponderomotive force driven mechanism for electrostatic wave excitation and energy absorption of Electromagnetic waves in overdense magnetized plasma
激光电磁脉冲在等离子体中激发静电波是一个重要的研究课题，它提供了一种将激光电磁场的能量传输到等离子体介质中的方法。本文提出了一种全新的有质动力压力驱动的有限激光脉冲在过密磁化等离子体中激发静电波的机制。采用EPOCH-4.17.10程序框架，利用粒子模拟方法研究了有限长激光脉冲与磁化过密等离子体介质的相互作用。外部磁场被选择为平行于激光传播方向对准。在这种几何结构中，电磁波在等离子体中的传播被识别为哨声或R波和L波。这些波的群速度不同，R和L脉冲的清晰空间分离是可见的。此外，还观察到与在等离子体内部传播的EM脉冲相关联的静电扰动的激发。这些静电扰动是重要的，因为它们将激光能量耦合到等离子体介质。静电振荡的激发在这里通过由两种等离子体物质感受到的（电磁脉冲的）有质动力之间的差异产生的电荷分离的全新机制来理解，即，磁化等离子体中的电子和离子。
2021-05-25 physics.plasm-ph
On the Attraction of Matter by the Ponderomotive Miller Force
波诱导物质引力是等离子体中电磁波有质动力强迫的一个独特方面。密勒力，有时也被称为梯度力，是一种特别有趣的力，因为作用在等离子体上的密勒力的方向和大小取决于波的频率。虽然等离子体通常被认为是气态形式，但固体也可以被视为等离子体，表示为固态等离子体。磁化固态等离子体中的波效应的第一个实验证明（伦德奎斯特，1949年，赫洛夫森，1950年）是在阿尔文（1942年）提出磁流体动力学（MHD）波可能存在之后。然而，从那时起，我们对MHD/Alfvén波的大部分知识基础都来自太空和实验室（气态）等离子体。因此，这是及时的，进一步研究的适用性e/m波有质动力强迫的固态等离子体。在这份报告中，我们讨论的有质动力米勒力的固态等离子体的适用性。在这个阶段，论文将是定性的，基于空间等离子体的理论发展。我们假设e/m波的能量和动量在构成固态等离子体的薄表面层中传递。米勒力是由表层中建立的波压梯度引起的。由于固体构成了一个耦合系统（晶格），密勒力将作用于物体中的所有原子，总的力受波输入功率的限制。从卡文迪什真空实验（Lidgren和Lundin，2010年）获得的实验结果的定量比较给出了令人惊讶的理论和实验之间的良好协议。为了进一步证明物质的e/m波吸引力，我们进行了模拟，考虑到测得的钟摆偏移。
2010-05-26 physics.plasm-ph
Nonlinear oscillations and waves in multi-species cold plasmas
通过构造两组二阶非线性解，重新审视了多组分等离子体中非线性振荡的时空演化，为相位混合物理学提供了更多的见解。第一个解决方案表现出完美的振荡的线性政权和相位混合出现只有非线性的二阶作为有质动力的响应。这种反应可以是直接的，也可以是间接的。有质动力的间接贡献出现通过自洽产生的低频场。此外，有质动力的相混合过程中的直接和间接的贡献进行了探讨，它被发现，间接的贡献是可以忽略不计的电子-离子等离子体的情况下，它消失的电子-正电子等离子体，但代表一个相等的贡献在电子-正电子-离子等离子体。然而，第二个解决方案并没有表现出任何相位混合，由于没有有质动力，但在一个未失真的非线性行波的结果。这些研究与实验室/天体物理多物种等离子体有关。
2016-12-09 physics.plasm-ph
New mechanisms for generating super-ponderomotive electrons in laser-irradiated targets
结果表明，静态纵向和横向电场可以显着改变电子加速的长激光束在亚临界等离子体中，使超有质动力电子的产生。在这种情况下，等离子体场的作用不是直接将大量能量传递给电子，而是降低电子和激光束之间的轴向退相速率。在这两种情况下，减少的失相导致随后的轴向动量和总电子能量的增强。这些机制可以是相关的实验与固体密度的目标，亚临界等离子体层发生作为一个相当大的预脉冲的结果。
2014-09-01 physics.plasm-ph
Ponderomotive Injection in Plasma Wakefield Accelerators
提出了一种新的亚相对论等离子体尾场加速器电子注入方案。横向激光器电离掺杂剂气体，并在尾流传播方向上有质动力地加速释放的电子。该过程使得即使对于低于捕获阈值的尾场电势，也能够在尾场中捕获电子。我们从理论上研究了该方案，并通过粒子在细胞中的模拟来展示高质量的波束形成和加速与亚微米归一化发射度和子百分比不相关的能量扩展。
2020-08-19 physics.acc-ph physics.plasm-ph
Coriolis Forces Modify Magnetostatic Ponderomotive Potentials
本文研究柱形等离子体中非惯性旋转参考系变换如何通过科里奥利力修正静磁有质动力势，揭示旋转系中会出现实验室系不存在的平行电场，并有助于优化柱形等离子体边缘天线配置以形成最佳有质动力势垒。
2024-11-18 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
The Critical Role of Isopotential Surfaces for Magnetostatic Ponderomotive Forces
本文通过平板模型解决磁静力有质动力壁理论差异，揭示实验室系静电势假设决定共动系波极化，进而影响粒子受力方向与标度。
2023-11-16 physics.plasm-ph
Enhancement of Ponderomotive End Plugs with Low-Mass Dopants
Princeton University（普林斯顿大学）
通过引入低质量掺杂剂改变有质动力端塞中的双极电势结构，从而显著增强端塞约束效果。
2026-05-26 physics.plasm-ph
Super-ponderomotive electron acceleration in blowout plasma heated by multi-picosecond relativistic intensity laser pulse
本研究利用无预脉冲LFEX激光开展多皮秒激光—等离子体实验，揭示自生准静态电磁场辅助的超有质动力相对论电子加速机制，并推导增强加速的阈值脉冲宽度。
2018-03-07 physics.plasm-ph
Hollow Beam Optical Ponderomotive Trap for Ultracold Neutral Plasma
Joint Institute for High Temperatures, Russian Academy of Sciences（俄罗斯科学院高温联合研究所）
本文提出利用高功率CO₂激光驱动的空心光束电动力陷阱，通过分子动力学模拟展示其有效捕获超冷中性等离子体和瑞利德伯原子，且碰撞吸收可忽略，有助于提升反物质生产与储存。
2026-02-16 physics.atom-ph physics.plasm-ph
Beyond the ponderomotive limit: direct laser acceleration of relativistic electrons in sub-critical plasmas
我们研究了一个制度，其中线偏振激光脉冲相对论强度照射亚临界等离子体远长于特征电子响应时间。在这种情况下，在具有准静态横向和纵向电场的等离子体中形成稳态通道。这些相对较弱的场显著地改变了电子动力学。纵向电场减少了电子和波之间的纵向失相，导致来自脉冲的电子能量增益的增强。在这个制度中的能量增益最终是有限的，由在通道中的等离子体引起的波前的超光度。横向电场改变了横向电子速度的振荡，使其保持与激光电场反平行，并导致显著的能量增益。能量增强伴随着垂直于驱动运动平面的显著振荡的发展，使得高能电子的轨迹是三维的。适当的电子注入到激光束中可以进一步提高电子能量增益。
2016-02-28 physics.plasm-ph
Ponderomotive laser channelling and multi-channelling in homogeneous underdense plasma
利用解析理论和三维粒子模拟方法研究了欠稠密等离子体中激光脉冲沟道效应。本文最有意义的结果是在PIC模拟中证明了单个完全抽空稳态通道解可以达到渐近状态。在较低的密度和激光功率以上的沟道功率，我们能够重现PIC模拟的分析曲线。我们发现，单通道是稳定的结构对称扰动。我们还从理论和模拟两个方面研究了环状结构的形成。在我们的3D模拟中观察到一个被电子灯丝包围的真空环。然而，它们总是与主激光模式共存。研究了环结构对非对称扰动的稳定性，发现环结构对方位角扰动不稳定。密度越高，不稳定性的增长速度越短，因此密度越高，不稳定性的增长速度越快。
2016-05-17 physics.plasm-ph
Particle-in-Cell Simulations of Density Peak Formation and Ion Acceleration from Short Pulse Laser-Driven Ponderomotive Steepening
我们使用粒子模拟（PIC）和简单的分析模型来研究被称为有质动力陡峭化的激光-等离子体相互作用。当垂直入射的激光在等离子体的临界表面反射时，所产生的驻波电磁波通过有质动力修改电子密度分布，这在电子密度中产生由大约一半的激光波长分离的峰值。研究较少的是这种电荷不平衡如何加速离子朝向电子密度峰值，从而修改等离子体的离子密度分布。理想化的PIC模拟与一个扩展的欠密等离子体货架被用来隔离的离子密度峰值增长的动力学为42 fs脉冲从800 nm的激光强度为10 $^{18}$ W cm $^{-2}$。这些模拟表现出持续的纵向电场为200 GV m $^{-1}$，产生反蒸汽离子达到几千电子伏的能量人口。我们将这些模拟与理论模型进行比较，并探讨离子能量如何取决于等离子体密度和激光波长，脉冲持续时间和强度等因素。我们还提供了纵向电场的强度和密度峰值发展的近似时间尺度的关系。这些结论可能是有用的调查有质动力陡化的现象，在激光技术的进步，允许更短，更强的脉冲，在各种波长的产生。本文还讨论了这一结果与其他研究两个反向传播激光脉冲干涉的工作的相似之处。
2019-05-02 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
Ponderomotive dynamics of waves in quasiperiodically modulated media
类似于带电粒子在高频场中如何经历时间平均有质动力，线性波在调制介质中也经历时间平均折射。在这里，我们提出了一个协变变分理论的这种“有质动力效应波”的一般非耗散线性介质。使用Weyl演算，我们的配方容纳波的时间和空间周期的调制（提供的参数共振是避免）。我们的理论还表明，任何波实际上都是一个极化的物体，它对周围介质的线性介电张量有贡献。量子粒子的动力学是一个特例。作为一个例子，量子粒子和光子的有质动力哈密顿量在许多模型中计算。我们还解释了这些结果和通常已知的量子等离子体的静电介电张量的表达式之间的基本连接。
2017-01-31 physics.plasm-ph
On ponderomotive metallization of magnetospheric plasma
本文研究磁层中阿尔芬波对不同荷质比离子的有质动力分离，推导了轻、重离子的部分有质动力公式，并发现等离子体金属性（克拉克数）在磁场最小值处最大。
2024-01-30 physics.geo-ph physics.plasm-ph physics.space-ph
Spatial, Spectral and Temporal Response of High Intensity Laser Plasma Mirrors- Direct Observation of the Ponderomotive Push
Tata Institute of Fundamental Research（塔塔基础研究所）；Indian Institute of Technology Delhi（德里印度理工学院）
研究通过直接测量揭示了高强激光作用下等离子体镜的时空响应特性，发现表面形变与脉冲谱时间剖面的显著修改，验证了三维粒子内插模拟结果。
2025-12-27 physics.plasm-ph
Ponderomotive modification of multicomponent magnetospheric plasma due to electromagnetic ion cyclotron waves
推导了真实多组分磁层等离子体中重离子的有质动力的表达式。所考虑的有质动力包括所有物种的感应磁矩，并且由于在非均匀介质中行进的低频电磁波振幅的不均匀性而产生。在考虑引力和离心力的情况下，得到了由电子、质子和重离子（He $^{+}$）组成的等离子体的非线性定态力平衡方程。背景地磁场取自磁层的昼侧，那里的磁场有磁“洞”（Antonova和Shabansky，1968年）。通过数值求解平衡方程，得到了重离子He $^{+}$存在时离子H $^{+}$的非线性密度分布。结果表明，在赤道的频率小于氦陀螺频率的非线性等离子体密度扰动的峰值在赤道附近的有质动力的作用。偶极磁层和昼侧磁层的情况进行了比较。结果表明，重离子的存在会导致质子密度修正量的减小。
2013-04-17 physics.geo-ph physics.plasm-ph
Relativistic ponderomotive Hamiltonian of a Dirac particle in a vacuum laser field
本文报道了高频场中Dirac电子振荡的点粒子有质动力模型。从Dirac拉格朗日密度出发，导出了描述这种粒子在几何光学激光脉冲中的相对论时均动力学的约化相空间拉格朗日量。脉冲被允许有一个任意大的振幅（提供辐射阻尼和对生产是可以忽略不计的）和一个波长相当于粒子德布罗意波长。该模型捕捉Bargmann-Michel-Telegdi（BMT）自旋动力学，Stern-Gerlach自旋轨道耦合，传统的有质动力，和大尺度背景场的相互作用。数值结果与BMT自旋进动方程一致。众所周知的理论，其中有质动力效应被纳入粒子的有效质量被复制作为一个特殊的情况下，自旋轨道耦合是可以忽略的。该模型可用于研究相对论自旋$1/2$等离子体中激光与等离子体的相互作用。
2015-12-10 physics.plasm-ph
Ponderomotive acceleration of hot electrons in tenuous plasmas
在假设激光脉冲长度小于等离子体波长的条件下，导出了相对论电子以任意动量注入线偏振激光脉冲在稀薄等离子体中传输时的振荡中心哈密顿量。对于在强激光驱动下与离子碰撞时产生的热电子，确定了多种有质动力加速机制，并且在等离子体密度低至10^17 cm-3时，激光色散会影响该过程。假设a/gamma_g << 1，阻止了冷等离子体的净加速，还证明了从初始能量gamma_0 <~ Gamma加速的热电子的归一化能量gamma不超过Gamma ~ a gamma_g，其中a是归一化激光场，gamma_g是群速度洛伦兹因子。然而，γ ~ γ是在很宽的初始条件范围内实现的，因此预测了热电子分布的截止。
2009-02-09 physics.class-ph physics.plasm-ph
Ponderomotive Recoil for Electromagnetic Waves
当波在等离子体中的共振粒子上衰减或放大时，非共振粒子会受到反冲力，从而保持粒子和电磁场之间的总动量。理解这种力很重要，因为它可以完全否定仅基于共振粒子预测的电流驱动和旋转驱动机制。在此，将现有的这种反冲力的静电理论扩展到电磁波。虽然结果与历史上激光-等离子体相互作用的流体理论非常相似，但它现在包含了共振和非共振粒子，从而使动量守恒得到自洽的证明。此外，结果被证明是普遍有效的动力学等离子体，这是通过单粒子热等离子体模拟验证。新形式的力提供了物理洞察的性质广义闵可夫斯基（等离子体）动量的几何光学，这是对应的动量获得的领域和非共振粒子的波是自洽斜坡从消失的振幅。
2023-02-21 physics.plasm-ph
The ponderomotive force due to the intrinsic spin in extended fluid and kinetic models
在本文中，我们计算的贡献，有质动力的等离子体中的电子自旋使用最近发展的模型。在本文件中使用的自旋流体模型包含自旋速度相关性，与以前的模型用于相同的目的。它然后发现，以前的条款的自旋有质动力恢复，但也出现了额外的条款。此外，由于自旋速度相关的结果证实了使用自旋动力学理论。我们的结果的意义进行了讨论。
2010-12-02 physics.plasm-ph
Ponderomotive barriers in rotating mirror devices using static fields
本文研究在旋转磁镜装置中利用静态电磁场扰动产生有质动力效应，以实现对不同燃料组分的选择性操控和灰烬排出，并分析了旋转剖面、温度及色散关系对势垒和势阱可行性的影响。
2025-02-04 physics.plasm-ph
Variational Principles for Reduced Plasma Physics
描述低频等离子体动力学的简化方程在我们理解长时间尺度上的等离子体行为中起着重要作用。约化等离子体动力学的最古老的范例之一涉及在弱非均匀背景等离子体中带电粒子的振荡中心动力学（在慢时空尺度上）的有质动力哈密顿公式，该等离子体被具有快时空尺度的电磁场扰动。这些约化的等离子体方程在这里导出的情况下，弱磁化背景等离子体的李变换和变分方法。特别是，这两种方法被用来推导显式表达式的有质动力极化和磁化，出现在振荡中心的弗拉索夫-麦克斯韦方程组。
2008-12-15 physics.plasm-ph
EHD ponderomotive forces and aerodynamic flow control using plasma actuators
本文提出了一个描述大气压均匀辉光放电等离子体（OAUGDP $^{\circledR}$）时空发展的自洽二维流体模型。带电物种N $_2^+$，N $_4^+$，O $_2^+$，O $_2^-$和电子的连续性方程求解耦合到泊松方程，受到适当的边界条件。它使用Patankar $^{\cite{Patankar}}$提出的算法。在流体力学假设下，通过求解电子的齐次玻尔兹曼方程，得到了大气压下电子的输运参数和速率系数。操作变量作为时间的函数获得：电流;表面电荷累积在电介质表面上;存储器电压和控制放电的气体电压。同时也得到了电场的空间分布、电荷粒子的布居数、有质动力和气体速度。
2005-12-09 physics.comp-ph physics.plasm-ph
Dynamics of charge-displacement channeling in intense laser-plasma interactions
利用质子投影成像技术，对强激光脉冲与低密度等离子体相互作用产生的瞬态电场动力学进行了实验研究。带电通道的形成，其前沿的传播和后期的电场演化的特点是具有高的时间和空间分辨率。粒子在细胞模拟和静电，有质动力模型再现实验功能，并追溯到有质动力驱逐电子和随后的离子加速。
2007-10-11 physics.plasm-ph
Ponderomotive forces and wave dispersion: two sides of the same coin
这里提出的是一个绝热和共振波粒子相互作用的一般看法，导致在非常不同的环境中的非线性有质动力效应的统一描述，从低温等离子体相对论等离子体，甚至原子在激光。该理论将波粒相互作用视为经典的模式耦合问题，揭示了有质动力与引起这些力的波的性质之间的内在联系。导出了单粒子和非线性波（可能携带被捕获粒子）的绝热拉格朗日量，并给出了一般情况下的动力学方程和非线性色散关系。
2011-07-14 math-ph math.MP physics.plasm-ph
Laser Excitation of Wakefields in a Parabolic Plasma Channel
在抛物线等离子体通道中传播的具有时间上的方形轮廓的高斯激光脉冲对电子施加有质动力，该有质动力驱动大幅度的静电尾流电势。当满足特征关系时，φ的解析解是可能的。对于脉冲持续时间τ ~ 9 τ_p / 4，其中τ_p是等离子体周期，轴上的等离子体尾流电势是有质动力电势φ_0的两倍。
2005-11-12 physics.acc-ph physics.plasm-ph
High current well-directed beams of super-ponderomotive electrons for laser driven nuclear physics applications
我们报告了在中等相对论激光强度下多MeV能量范围内激光驱动增强电子束产生的新发现及其应用。在我们的实验中，强亚皮秒激光脉冲通过近临界电子密度（NCD）的等离子体传输，并发生电子的直接激光加速（DLA）。由于亚毫米厚度的低密度聚合物泡沫的应用，向强流相对论电子束的突破成为可能。在泡沫中，NCD等离子体是由超声波电离机制产生的。与激光辐照传统箔片产生的NCD等离子体相比，泡沫中的DLA加速路径得到了强烈增强。测量结果为11 - 13 MeV的有效电子温度和高达100 MeV的最大电子能量在激光脉冲传播方向上测量。电子能量的增长伴随着超有质动力电子数量的强烈增加和电子束的明确方向性，该电子束在具有12°的半角度的发散锥中传播。对于与伽马驱动的核反应相关的7.5 MeV以上的能量范围，我们估计这些定向良好的电子束携带的电荷高达50 nC，并且激光能量转换成电子的相应效率为6%。在1019 Wcm-2激光强度下，NCD等离子体中由DLA机制产生的电子光谱与在1021 Wcm-2的超相对论激光强度下在常规金属箔上拍摄时测得的电子光谱进行了比较。在最后一种情况下，有效电子温度降低了两倍，电子能量的最大值降低了两倍。这两种情况下电子光谱的实质性差异表现在同位素生产产率上。
2020-05-29 physics.plasm-ph
Highly-efficient electron ponderomotive acceleration in underdense plasmas
本文研究欠稠密等离子体中以提高束流平均电流为目标的激光等离子体加速机制，实验实现5-30 nC电荷和约14%转换效率，并通过粒子模拟证明电子主要通过激光脉冲的有质动力加速获得能量。
2024-08-01 physics.acc-ph physics.optics physics.plasm-ph
Flowing plasma rearrangement in the presence of static perturbing fields
本研究针对流动等离子体在静态扰动场中的重排问题，采用简化平板模型自洽求解槽纹型扰动下的电磁场与有质动力势，发现两类扰动模式及其在不同等离子体密度下的特性，证实有质动力势可作势垒或势阱，为磁约束增强提供理论依据。
2024-06-06 physics.plasm-ph
Excitation of wakefields in a plasma channel by a laser pulse
本文研究了在阶跃密度分布等离子体通道中三角形脉冲激发尾流场的解析解，得到了精确解。激励对于t~tp更有效，其中t是脉冲的上升时间，tp是等离子体周期，尽管它对于t~20 tp仍然是显著的。在前一种情况下，尾流势是有质动力势的1.7倍，而对于后者，尾流势下降到有质动力势的1.4倍。
2005-10-04 physics.acc-ph physics.plasm-ph
Rotation Measure Substructures Induced by the Ponderomotive Force of Inertial \alfven Waves
Purple Mountain Observatory, Chinese Academy of Sciences（中国科学院紫金山天文台）；School of Astronomy and Space Sciences, University of Science and Technology of China（中国科学技术大学天文与空间科学学院）
研究通过惯性阿尔芬波的 ponderomotive 力解释快速射电暴中短时标旋转测度变化，揭示了非线性密度扰动与局部等离子体动态的关系。
2026-04-28 astro-ph.HE physics.plasm-ph
Inertial-Range Suppression and Ponderomotive Density Cavitation in Broadband Sub-Alfvénic Turbulence under Plasma Sheet Boundary Layer Conditions
Sikkim University（锡金大学）；Netaji Subhas University of Technology（内塔吉·苏巴斯技术大学）
研究通过数值模拟揭示了宽带次阿仑fein 涡流在等离子体尾部边界层条件下的自组织特性，发现惯性范围抑制和 ponderomotive 密度空洞现象。
2026-04-18 physics.plasm-ph physics.space-ph
Guiding center motion for particles in a ponderomotive magnetostatic end plug
本文采用李变换方法求解旋转等离子体柱中与磁多极子作用的单粒子哈密顿动力学至二阶，分析有质动力势对粒子约束的影响，推导径向约束的最小转速条件，并讨论共振运动下的解的变化。
2023-08-22 physics.plasm-ph
Ponderomotive electron physics captured in single-fluid extended MHD model
本文提出单流体、双能量XMHD模型，在离子时间尺度纳入电子效应，从而自然再现有质动力物理，并以一维类pencil模拟验证。
2025-02-16 physics.optics physics.plasm-ph
Particle-in-Cell Modeling of Laser Thomson Scattering in Low-Density Plasmas at Elevated Laser Intensities
非相干汤姆逊散射是一种非侵入性技术，常用于测量局部等离子体密度。在低密度、低温等离子体中，对于足够的激光强度，激光可能会通过有质动力扰动局部电子密度，导致诊断变得侵入并导致错误的结果。这种效果的理论模型进行了验证数值通过准中性等离子体的动力学模拟，使用粒子在细胞技术。
2018-03-16 physics.plasm-ph
A self-consistent Hamiltonian model of the ponderomotive force and its structure preserving discretization
本文推导了有质动力与等离子体自洽耦合的一维哈密顿模型，并利用有限元外微积分谱元方法构造了保结构离散化，能精确保持Casimir不变量及能量。
2023-12-21 physics.comp-ph physics.plasm-ph
Laser undulator by laser ponderomotive force
激光等离子体加速器作为产生高峰值电流相对论电子束的一种选择，引起了人们极大的兴趣。但产生的电子束单色性和发射度较差，难以产生高亮度辐射。本文提出了一种基于有质动力的小型柔性激光波荡器，用于构成毫米级同步辐射X射线源。我们证明，它可以产生明亮的辐射与几十keV的能量。这为实现高功率激光同步辐射光源的小型化开辟了一条新的途径。
2017-03-20 physics.acc-ph physics.optics physics.plasm-ph
Nonlinear optics in strongly magnetized pair plasma, with applications to FRBs
强辐射场可以改变等离子体的性质，改变等离子体的折射率，导致自聚焦等非线性传输效应。我们估计了对等离子体中的相应效应，在非磁化和强磁主导的情况下。首先，在非磁化对等离子体中，有质动力不导致电荷分离，而是导致密度耗尽。其次，对于脉冲星磁层的天体物理相关等离子体，（和快速射电爆发的可能位置），其中回旋频率$ω_B$优于等离子体频率$ω_p$和电磁波频率$ω_B \gg ω_p,\, ω$，我们证明了（i）由于波场有效质量的变化，实际上没有非线性，（ii）有质动力为$F_p^{(B)} =- {m_e c^2}/({4 B_0^2}) \nabla E^2$，（iii）有质动力为P_1，（iv）有质动力为P_1，（iv）有质动力为P_2，（iv）有质动力为P_1，（iv）有质动力为P_1，（iv）有质动力为P_2，（v）有质动力为P_1，（v）有质动力为P_2，（v）有质动力为P_1，（v）有质动力为P_1，（v）有质动力为P_2，（v）有质动力为P_1，（v）有质动力为P_2，（v）有质动力为P_1，（v）有质动力为P_2，（v如果与未磁化的情况相比，则其减小了因子$(ω/ω_B)^2$（$B_0$是外部磁场，而$E$是波的电场）;（iii）对于沿恒定磁场在密度为$n_\pm$的成对等离子体中传播的辐射束，有质动力导致圆形电流的出现，该圆形电流导致射束内的场减小因子$ΔB/B_0 = 2…
2020-01-24 astro-ph.HE physics.plasm-ph
Particle-in-Cell Simulations of Electron Beam Production from Infrared Ultra-intense Laser Interactions
超强激光技术的进步首次使中红外（中红外）波长的相对论强度成为可能。预计在这一领域的进一步实验研究，我们提出了高分辨率的二维粒子在细胞（PIC）模拟结果使用大规模等离子体（LSP）的代码，探索强烈的中红外激光与密集的目标相互作用。我们给出了在宽的强度（0.03 < $a_0$ < 39）和波长（λ =780 nm、3 μm和10 μm）范围内的30个PIC模拟结果。早期的研究，限于λ =780 nm和$a_0 \sim$ 1 [1，2]，确定了垂直入射激光与致密靶相互作用的激光镜面方向上的超有质动力电子加速。我们将这项研究扩展到中红外波长，并发现一个更普遍的结果，即发生正常入射超有质动力电子加速，只要激光强度不是高度相对论性的（$a_0 \lesssim 1$）和前等离子体尺度长度类似或长于激光波长。在这些条件下，射出的电子角分布和能量分布与[2]中使用的分析模型的预期相似。我们还发现，对于$a_0 \sim 1$，中红外模拟表现出一个典型的有质动力陡峭的模式，在离子和电子密度分布的多个峰值。在不久的将来，将有可能利用中红外激光技术和干涉测量法对这种基本的激光-等离子体相互作用过程进行实验验证。
2017-04-26 physics.plasm-ph
Kinetic Electrostatic Electron Nonlinear (KEEN) Waves and their Interactions Driven by the Ponderomotive Force of Crossing Laser Beams
我们已经发现，使用一维周期性的Vlasov-Poisson模拟，新的非线性，非平稳，稳定，长寿，相干结构的相空间，称为动力学静电电子非线性（KEEN）波。在一个特定的频率和波数下，在被认为存在于电子等离子体和电子声波频率之间的带隙内，在短时间内被驱动，KEEN波被认为是自洽形成的，并持续数千个等离子体周期。KEEN波由4个或更多个重要的锁相谐波模式组成，这些模式只有在足够强的驱动下才会持续存在。当两个或多个不同频率的信号被顺序驱动时，它们也会合并。然而，最终出现的稳定KEEN状态对它们的相对激发顺序高度敏感。KEEN波也与电子等离子体波（EPW）相互作用非常强烈，特别是当它们的谐波接近于在相同k下与EPW频率共振时。通常的假设是，只要在非磁化等离子体中存在足够大幅度的相干激光能量，电磁波和小行星辐射是电磁能量可以相干相互作用的唯一波，这一假设可能需要重新考虑。
2012-10-30 math-ph math.MP nlin.AO
Ion motion in the wake driven by long particle bunches in plasmas
我们探讨了背景等离子体离子运动在自调制等离子体尾场加速器中的作用。我们采用J. Dawson等离子体片模型，导出了窄束团极限下的横向等离子体电场和有质动力的表达式。我们利用这些结果来确定离子动力学的开始，并证明了离子运动可以发生在自调制等离子体尾场加速器。模拟结果表明，等离子体离子的运动可以导致自调制不稳定性和加速场的早期抑制。然而，背景等离子体离子运动可以通过使用具有较重等离子体的等离子体来完全减轻。
2014-09-15 physics.plasm-ph
Paradoxical Stabilization of Forced Oscillations by Strong Nonlinear Friction
在由振荡力驱动的耗散动力学系统中，强非线性高振荡摩擦力可以产生准定常拖曳，其总是与由于振荡的空间不均匀性引起的有质动力相反。当摩擦力超过有质动力时，摩擦力使系统振荡稳定在振荡空间振幅的最大值附近。
2017-02-09 physics.plasm-ph
Integrating a ponderomotive guiding center algorithm into a quasi-static particle-in-cell code based on azimuthal mode decomposition
基于等离子体的加速（PBA）的高保真建模需要使用基于粒子细胞（PIC）方法的3D完全非线性和动力学描述。基于准静态近似（QSA）的三维粒子模拟算法已成功地应用于束-等离子体相互作用的有效模拟。在QSA-PIC算法中，等离子体对带电粒子束或激光驱动器的响应基于来自麦克斯韦方程组的QSA形式的自洽力来计算。然后，这些场用于使带电粒子束或激光向前推进大的时间步长。由于时间步长不受约束标准3D全电磁PIC码的常规Courant-Friedrichs-Lewy条件的限制，因此3D QSA-PIC码可以在性能上实现数量级的加速。最近，一种新的混合QSA-PIC算法，结合了另一种加速技术，称为方位傅立叶分解已被提出和实现。该混合算法将电磁场、电荷和电流密度分解为方位谐波，只需更新傅立叶系数，大大降低了算法复杂度。在全三维粒子模拟算法中模拟激光与等离子体的相互作用是非常昂贵的计算，由于要解决的物理尺度的巨大差异。在QSA中，激光器使用有质动力导引中心（PGC）方法建模。我们描述了如何实现一个PGC算法兼容的QSA PIC算法的基础上的方位角模式扩展。该算法允许时间步长大于细胞大小的数量级，它可以异步并行化。还描述了如何将其实现到利用方位角模式扩展QPAD的QSA PIC代码中的细节。
2022-09-08 physics.acc-ph physics.comp-ph physics.plasm-ph
Ponderomotive forces on waves in modulated media
通过瞬时交叉相位调制的波的非线性相互作用可以以与高频电磁场中的有质动力波-粒子相互作用相同的方式被投射。当探测波的射线散射由第二调制波产生的下层介质的扰动时，就像带电粒子散射准周期场一样，有质动力效应出现。与点粒子动力学相似，它本身也被这个理论推广，导致了波操纵的新方法，包括光的不对称障碍。
2014-02-24 math-ph math.MP nlin.SI
Ponderomotive Forces, Stokes Drift, and Momentum in Acoustic and Electromagnetic Waves
我们揭示了经典波动物理中三个重要现象之间的普遍联系：（i）作用在振荡波场中的介质粒子上的有质动力，（ii）波场中自由介质粒子的斯托克斯漂移，以及（iii）介质中的正则波动量。我们分析这些现象（a）纵向声波在气体或流体和（b）横向电磁波与电子相互作用的等离子体或金属。在这两种情况下，假设准单色但任意不均匀的波场，有质动力、斯托克斯漂移速度、动能和介质粒子携带的正则波动量之间的联系由相同的简单表达式给出。这揭示了这些现象的本质，它们之间的相互作用，并可用于各种类型的波中的动力学输运现象的应用。
2022-08-05 physics.flu-dyn physics.optics physics.plasm-ph
Propagation of waves in weakly ionized two-fluid plasmas. II. Nonlinear Alfvénic waves
Universitat de les Illes Balears（巴利阿里群岛大学）；Institut d’Aplicacions Computacionals de Codi Comunitari (IAC3)（社区代码计算应用研究所）
采用双流体模型研究霍尔电流和离子-中性粒子弹性碰撞对弱电离等离子体中线性/圆极化横波传播的影响，推导阻尼和加热率的解析表达式，并通过数值模拟揭示非线性密度扰动和整体流与有质动力及离子-中性相互作用能量耗散的关系。
2026-05-28 astro-ph.SR physics.plasm-ph
Laser Plasma Physics - Forces and Nonlinear Principle
这项工作是一本书的手稿正在考虑，以提供信息，感兴趣的研究人员有关审查的机械力在等离子体中的电动场的电子预出版。从1845年静电学中的开尔文有质动力开始，等离子体中的流体动力与电场和磁场的二次力量相关联。流体动力学与等离子体粒子电场产生的单粒子运动以及非均匀等离子体的双层和鞘层密切相关。其后果与激光驱动的粒子加速和聚变能有关。除了基于热力学的纳秒激光脉冲聚变这一非常广泛的研究领域之外，新的皮秒脉冲能量开辟了一个完全不同的非热相互作用，最终允许质子-硼聚变，消除了核辐射问题。
2014-08-20 physics.plasm-ph
