Passage of an ion-acoustic solitary wave through the boundary between an electron-ion plasma and a negative ion plasma
本文研究了离子声孤立波通过电子-离子等离子体和负离子等离子体边界的问题。当离子声孤波进入另一个等离子体区域后，会产生扰动，随着时间的推移，会形成离子声孤波和振荡链。通过边界后的离子声孤立波的振幅的变化，以这样的方式，它的值在电子-离子等离子体大于它的值在负离子等离子体。一个例外是压缩离子声孤立波传播通过负离子等离子体的情况下，并具有超过电子-离子等离子体中的临界振幅的振幅。这样的离子声孤波，当进入电子离子等离子体时，释放过量的能量来加速正离子，从而将其振幅降低到临界值以下。确定了边界穿越后建立的离子声孤立波的振幅对初始振幅的依赖关系。考虑离子声孤立波通过被电子离子等离子体包围的负离子等离子体层的情况。结果表明，从负离子等离子体到电子-离子等离子体的稀疏离子声孤立波的通道引起扰动，其中可以观察到加速和捕获的负离子。
2020-05-12 physics.plasm-ph
Amplitude and size scaling for interchange motions of plasma filaments
本文用双场简化流体模型研究了团状等离子体细丝的交换动力学和速度标度。对于浮力作用下的不可压缩流，最大速度正比于相对振幅的平方根和交叉场大小的平方根。对于非均匀磁场中的可压缩流，这种平方根缩放仅适用于幅度与交叉场大小的比率高于某个阈值。对于小振幅和大尺寸，最大速度与细丝振幅成比例。加速度与振幅成正比，在所有区域中与交叉场大小无关。这是证明了通过数值模拟和解释的能量积分所满足的模型。
2016-11-15 physics.plasm-ph
Ion shock acceleration by large amplitude double layers in laser-produced plasmas
建立了激光等离子体中离子冲击加速的动力学模型。一小部分的温暖的离子被加速的大振幅的单调电位的双层创建由于等离子体压缩和电子加热的激光。发现大振幅双电层的振幅几乎唯一地由电子温度定义。因此，电子加热和等离子体压缩之间的平衡是必要的最佳离子加速通过该方案。典型的单调激波的马赫数接近1.5。该方案可能产生相对能量分布小于1%的单能离子。该模型与最近的模拟和实验，有效的冲击加速和生产的单能质子已被观察到。与其他冲击模型的相似之处和不同之处进行了指出和讨论。
2014-02-21 physics.plasm-ph
Wave Breaking limit in Arbitrary Mass Ratio Warm Plasmas
在非相对论性条件下，得到了任意质量比热等离子体中非线性等离子体波的最大持续振幅，即所谓的破波极限。利用Sagdeev势的方法，导出了考虑两种有限温度粒子动力学的一般波破碎公式。结果表明，等离子体波的最大振幅随温度的升高而单调减小，随质量比的增大而略有增大。
2020-08-19 physics.plasm-ph
Propagation of arbitrary amplitude nonlinear quantum ion-acoustic waves in electron-ion plasmas: Dimensionality effects
研究了由等温或绝热离子组成的完全简并量子电子-离子等离子体中任意振幅离子声孤波（IASW）和周期波（IAPW）的传播。结果表明，系统的维数和自由度起着至关重要的作用，在匹配的标准，这种波的传播。此外，它揭示了绝热离子的情况下，不同于等温的，在某些情况下，存在一个分数离子温度上限IAPW的存在。结果还表明，对于等温和绝热离子等离子体，振幅随分数离子温度变化的规律是完全不同的。
2010-10-13 physics.plasm-ph
The Dielectric Response of Plasmas with Arbitrary Gyrotropic Velocity Distributions
针对高温稀薄等离子体远偏离平衡、需精密计算介电响应的问题，研究更新了alps数值工具，采用多项式基的改进解析延拓方法，验证了不同VDF下色散关系解的连续性并评估了VDF结构的影响。
2025-09-02 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
Phase Mixing of Large Amplitude Relativistic Electron Plasma Oscillation With Inhomogeneous Ion Background
本文研究了具有时间无关的空间周期性离子密度分布的相对论大振幅非线性等离子体波的相位混合。非均匀离子随着电子质量的相对论性变化，使波的特征频率具有空间依赖性，从而由于相位混合而在任意小的振幅处破裂。利用Bogoliuboff和Kryloff平均方法，在弱相对论极限下得到了一个近似的时空相关解。我们发现，在离子密度扰动的变化和相对论电子质量的变化有显着的效果在修改的时间，在相混合发生。
2018-02-13 physics.plasm-ph
The origin of large amplitude oscillations of dust particles in a plasma sheath
在低密度的等离子体环境中，纳米尺寸的带电粒子很容易悬浮。在低压下，悬浮颗粒被观察到自发地围绕平衡位置振荡。在多粒子系统中，这些振荡可以催化各种非平衡的集体行为。在这里，我们报告的自发振荡的单个粒子，保持稳定的几分钟，在振幅和频率惊人的规律性。振荡幅度也可以超过1厘米，几乎比以前观察到的大一个数量级。使用一个集成的实验和数值方法，我们展示了如何一个单独的粒子的运动可以用来提取的静电力和平衡电荷的变化在等离子体鞘。此外，使用延迟充电模型，我们能够准确地捕捉粒子运动的非线性动力学，并估计粒子在等离子体环境中的平衡充电时间。
2020-06-08 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
Head-on collision of ion-acoustic solitary waves in a collisionless plasma
研究了无碰撞等离子体中离子-声孤立波与冷离子和玻尔兹曼电子的迎头碰撞。结果表明，孤立波足够大的振幅不保留其身份碰撞后。它们的振幅减小，形态改变。本文给出了等势孤波迎头碰撞后的势振幅和离子、电子密度随初始振幅的变化关系。
2017-11-27 physics.plasm-ph
Nonlinear dynamics of large amplitude dust acoustic shocks and solitary pulses in dusty plasmas
我们提出了一个完全非线性理论的尘埃声（DA）冲击和DA孤立脉冲在强耦合的尘埃等离子体，这已被最近观察到的实验Heinrich等人。103，115002（2009）]，Teng等人[Phys.Rev.Lett. 103，245005（2009）]和Bandyopadhyay等人[Phys.Rev.Lett. 101，065006（2008）]。为此，我们使用一个广义的强耦合尘埃颗粒的流体动力学模型，占任意大振幅尘埃数密度压缩和潜在的分布与完全非线性非平稳DA波。我们的非线性模型的时间相关的数值解比较有利以及最近的实验工作（上述），已报告的形成大振幅非稳态DA冲击和DA孤波脉冲在低温尘埃等离子体放电。
2012-10-03 physics.plasm-ph
Behaviour of plasma with arbitrary degree of degeneration of electronic gas in a slab of conducting medium
本文给出了导电介质平板中电子气体任意简并度的电子等离子体行为（振荡）边界问题的解析解。采用动力学Vlasov-Boltzmann方程和BGK（Bhatnagar，Gross和Krook）型碰撞积分方程以及电场的Maxwell方程。使用镜像（反射）边界条件。
2016-10-24 physics.plasm-ph
Large amplitude electromagnetic solitons in a fully relativistic magnetized electron-positron-pair plasma
采用完全相对论性的双流体模型，考虑了弱相对论性$(P\ll nmc^2)$和超相对论性$(P\gg nmc^2)$随机热能的物理机制，研究了磁化正负电子等离子体中纯定常大振幅电磁孤波的非线性传播.这里，$P$是热压，$n$是粒子的数密度，$m$是粒子的质量，$c$是真空中的光速。文献[Phys. Plasmas \textbf{11}，3078（2004）]中的先前理论通过电子和正电子两者的相对论热运动而被推进和推广。在弱相对论区域中，亚阿尔夫孤子和超阿尔夫孤子共存，而在超相对论EP等离子体中，亚阿尔夫孤子只存在.在这两个物理区域中，我们还研究了不同的马赫数和孤子振幅的极限。
2020-06-04 physics.plasm-ph
Nonlinear evolution of a cold non-relativistic electron-ion plasma with an arbitrary initial density profile: A phase mixing perspective
该研究采用微扰法推导冷非相对论等离子体中精确到三阶的空间电荷密度演化方程，求解后重现多种情形下的相位混合时间已知结果，还讨论非周期性非均匀等离子体情形并给出获模拟支持的见解。
2024-10-09 physics.plasm-ph
Classification of head-on collisions of ion-acoustic solitary waves in a plasma with cold ions and Boltzmann elecrons
用粒子模拟方法研究了由冷离子和玻尔兹曼电子组成的无碰撞等离子体中离子-声孤立波的迎头碰撞。结果表明，孤立波碰撞可以发生在不同的情况下。孤立波在碰撞后保持或不保持其振幅和形状，取决于其初始振幅。初始振幅的范围内，孤立波保持其身份碰撞后，建立。使用的碰撞孤立波的初始振幅图考虑可能的碰撞情况进行了讨论。确定了对应于不同碰撞情形的初始振幅图中的特征区域，并提出了等离子体中离子-声孤立波迎头碰撞的分类。
2018-12-19 physics.plasm-ph
Stochastic modelling of intermittent scrape-off layer plasma fluctuations
在磁化等离子体的刮削层的波动的单点测量通常被发现是由大振幅的突发，这是与径向运动的斑点状结构为主。这些波动的随机模型，与等离子体密度给出了一个随机序列的突发与一个固定的波形。在非常一般的条件下，该模型预测等离子体波动的偏度和峰度矩之间的抛物线关系。在指数分布的突发幅度和等待时间的情况下，波动幅度的概率密度函数被示出为伽马分布，由平均突发幅度给出的尺度参数和由突发持续时间和等待时间的比率给出的形状参数。
2012-05-25 physics.plasm-ph
A tokamak pertinent analytic equilibrium with plasma flow of arbitrary direction
对极向电流、静压和电场的自由函数采用一般线性化方法，得到了任意方向流动的广义Grad-Shafranov方程的解析解。随后，利用上述解构造了一个具有剪切流的D型托卡马克相关平衡。
2019-12-26 physics.plasm-ph
Large amplitude solitary waves in ion-beam plasmas with charged dust impurities
研究了尘埃离子声（DIA）孤立波在离子束等离子体中的非线性传播。对于与实验相关的典型等离子体参数[J. Plasma Phys. \textbf{60}，69（1998）]，当束流速度大于DIA速度（$v_{b0}\gtrsim1.7c_s$）时，存在三个稳定波，即“快”和“慢”离子束模式和等离子体DIA波。这些模式可以作为SW在束等离子体中传播。然而，在另一种状态（$c_s<v_{b0}<1.7c_s$）中，当耦合到DIA模式时，光束模式之一可能变得不稳定。当非线性波（$M$）与电子束速度之差为$1.2\lesssim M-v_{b0}\lesssim1.6$（$M-v_{b0}\gtrsim1.6$）时，可能存在具有正（负）电势的SW。此外，对于真实的密度扰动，波势$(>0)$被发现是有限的一个临界值，通常取决于$M$，$v_{b0}$以及离子/束温度。得到了DIA孤子存在的条件，并根据系统参数数值分析了其性质。当系统同时支持压缩型和稀疏型大振幅孤子时，小振幅孤子只存在于压缩型孤子中。理论结果对实验室离子束驱动等离子体中孤子激发的观测以及带电尘埃作为杂质的空间等离子体中孤子激发的观测都是有用的。
2011-11-14 physics.plasm-ph
Magnetic susceptibility and Landau diamagnetism of a quantum collisional Plasmas with arbitrary degree of degeneration of electronic gas
给出了电子气任意简并的量子碰撞等离子体磁化率和朗道抗磁性的动力学描述。给出了电子气任意简并的量子碰撞等离子体电导率的正确表达式（见A。V. Latyshev和A. A. Yushkanov，Mermin方法中量子碰撞等离子体的横向电导率。- Theor.和数学。物理，175（1）：559-569（2013））。
2013-06-08 physics.plasm-ph
Exploring Born-Infeld electrodynamics using plasmas
本文用Born-Infeld电动力学方法研究了冷等离子体中大振幅静电波的行为。等离子体的运动方程建立使用无约束作用原理。确定了大振幅静电波的最大振幅和频率，并建立了波长的下限。最大电场与静止点电子上的电场相同。
2010-06-11 physics.plasm-ph
Phase Mixing of Nonlinear Plasma Oscillations in an Arbitrary Mass Ratio Cold Plasma
利用一维粒子模拟方法研究了任意质量比冷等离子体中的非线性等离子体振荡。与以前对无限质量离子等离子体的研究相比，已经发现振荡相位混合在任何振幅下发生，并且相位混合发生的速率取决于质量比（$Δ= m_{-}/m_{+}$）和振幅。微扰理论计算进行了三阶预测的归一化相位混合时间$ω_{p-} t_{mix}$依赖于振幅$A$和质量比$Δ$作为$\sim [(A^{2}/24)(Δ/\sqrt{1 + Δ})]^{-1/3}$。我们已经证实了这种缩放在我们的模拟，并得出结论，稳定的非线性振荡，从来没有相位混合，只存在于理想的情况下与$Δ= 0.0$和$A < 0.5$。这些冷等离子体的结果可能有直接的关系，最近的实验超强激光束等离子体相互作用的应用粒子加速，快速点火器的概念等。
2000-06-07 physics.plasm-ph
Interaction of ultrarelativistic electron and proton bunches with dense plasmas
在这里，我们讨论的可能性就业的超相对论电子和质子束产生高等离子体尾场在稠密等离子体中由于切伦科夫共振等离子体束相互作用。我们估计这样的唤醒和最小系统长度的最大振幅可以在给定的聚束参数产生。
2012-01-05 physics.plasm-ph
Finite-amplitude RF heating rates for magnetized electrons in neutral plasma
本文建立了一个理论模型，利用Vlasov-Poisson方法计算了中性等离子体中磁化电子在磁场和电场方向共线且射频频率足够高时的射频（RF）电场加热率。这一计算归结为Oberman和Shure [C. Oberman和F. Shure，Phys. Fluids 6，834-838（1963）]在低振幅极限中，当电子振荡速度远小于热速度时。对于电子耦合强度$Γ=0.15$ - $0.015$和RF场访问超冷中性等离子体实验，该模型预测温和的变化，在整个磁化强度的顺序统一的加热速率跨越数量级。在Vlasov方程中包括BGK型碰撞弛豫项的预测效果使整个磁化的加热速率降低5%或更少。
2021-04-06 physics.plasm-ph
Linear and nonlinear waves in quantum plasmas with arbitrary degeneracy of electrons
这篇综述的目的是回顾最近的结果，在文献中考虑了任意简并度的量子等离子体。这是不同于一个频繁的方法，其中完全简并假设在致密等离子体。一般的推理在审查的作品是采取一个数值系数的形式的玻姆势项在量子流体中，为了适应线性波从量子动力学理论在长波长的限制。此外，还假设了理想费米气体的状态方程，对于任意简并度。量子流体方程允许从约化微扰理论快速导出弱非线性方程。由此导出了量子Korteweg-de Vries方程和量子Zakharov - Kuznetsov方程，以及亮孤子和暗孤子的传输条件。在任意简并度下，得到了非磁化和磁化等离子体中的量子离子声波和磁声波。确定了模型的应用条件和稀密混合体系存在的物理条件。
2022-03-16 physics.plasm-ph
Disperson relation of finite amplitude Alfven wave in a relativistic electron- positron plasma
本文导出了相对论正负电子等离子体中有限振幅平行圆偏振阿尔文波的线性色散关系。在非相对论范围内，色散关系有两个分支，一个是电磁波，低频截止在$\sqrt{1+2ω_p^2/Ω_p^2}$（其中$ω_p=(4πn e^2/m)^{1/2}$是电子/正电子等离子体频率），另一个是阿尔文波，高频截止在正电子回旋频率$Ω_p$。对于给定的频率，只有一个前向传播模式。然而，由于相对论效应，电磁分支没有低频截止，并且出现了临界波数，超过该临界波数，阿尔文波不再存在。该临界波数由$ck_c/Ω_p=a/η$给出，其中$a=ω_p^2/Ω_p^2$和$η$是阿尔文波磁场振幅与背景磁场之间的比值。在这种情况下，对于Alfvén分支中的每个频率，存在具有相等频率的两个附加前向传播模式。通过数值求解流体和麦克斯韦方程组的耦合方程组，研究了有限振幅Alfvén波垂直入射到两个不同密度的正负电子等离子体界面上的问题.
2004-10-22 physics.plasm-ph
Nonlocal adiabatic theory. II. Nonlinear frequency shift of an electron plasma wave in a multidimensional inhomogeneous plasma
在这篇文章中，我们提供了一个一般的推导的非线性频移，$δω$，正弦电子等离子体波（EPW），变化缓慢，足以在配套文件中得出的结果，在行动的分布函数，应用。我们首先考虑的情况下，当EPW单调增长，然后单调衰减的均匀等离子体。在这种情况下，我们在波的频率，它不收敛回其线性值作为波衰减到小振幅的滞后。然后，我们解决的$δω$的EPW，保持增长的一维（1-D）非均匀等离子体的推导。我们发现，通常情况下，频移不仅取决于当地的EPW振幅和波数。它还取决于密度变化的整个历史，正如波所经历的那样。在多维不均匀等离子体中，由$δω$假定的值通常不同于在1-D中导出的值，因为由于横向电子运动，除了等离子体不均匀性之外，还必须考虑$δω$中的滞后。因此，除非EPW在均匀的一维等离子体中保持增长，否则不能导出作为局部波振幅和波数的函数的$δω$ \textit{a priori}。由于作用量分布函数的非定域性，$δω$依赖于EPW振幅和等离子体密度变化的整个历史。
2017-09-15 physics.plasm-ph
Modulated envelope localized wavepackets associated with electrostatic plasma waves
已知的静电等离子体模式的非线性振幅调制检查在一个通用的方式，通过应用无碰撞流体模型。冷（零温度）和温暖的流体的描述进行了讨论，并比较结果。适度的非线性振荡制度的影响，通过应用多尺度技术。计算得到一个非线性薛定谔方程（NLSE），它描述了慢变波振幅在时间和空间上的演化。的NLSE承认本地化的信封（孤立波）解决方案的明亮（脉冲）或黑暗（孔，空隙）类型，其特性（最大振幅，宽度）取决于等离子体的内在参数。明确考虑了振幅微扰、有限温度和缺陷（尘埃）浓度等效应。与类似的高度本地化的调制波结构在最近的卫星任务中观察到的相关性进行了讨论。
2004-10-15 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
A Drift-Kinetic Analytical Model for SOL Plasma Dynamics at Arbitrary Collisionality
本文导出了一个描述任意碰撞度下托卡马克装置刮除层区等离子体动力学的漂移动力学模型。我们的配方是基于一个gyroaveraged拉格朗日描述的带电粒子运动，和相应的漂移动力学玻尔兹曼方程，包括一个完整的库仑碰撞算子。使用厄米-拉盖尔速度空间分解的陀螺平均分布函数，一组方程来发展的展开系数。通过计算库仑碰撞算符的矩，可以研究任意碰撞度下任意远离平衡态的分布函数。在高碰撞极限的流体封闭，相应的流体方程与以前推导的流体模型进行了比较。
2017-11-27 physics.plasm-ph
Large amplitude dust-acoustic solitary waves and double layers in nonthermal warm complex plasmas
本文采用Sagdeev伪势方法研究了含温暖带正电尘埃及非热分布电子和离子的等离子体中的大振幅尘声孤立波与双层结构，发现系统支持超音速正负孤立波及亚音速正孤立波与负双层，并阐明了等离子体参数对波形特性的显著影响及其在空间和实验室环境中的应用。
2023-07-31 physics.plasm-ph
Theory of relativistic radiation reflection from plasmas
我们认为，从等离子体的相对论强辐射的反射，并确定的物理起源的电子的倾向，形成一个薄片，保持其本地化在其整个运动。从而证明了[A. Gonoskov等人PRE 84，046403（2011）]。利用RES原理，我们推导出一个封闭的微分方程组，描述了具有任意偏振和强度变化的辐射从具有任意密度分布的等离子体中反射的任意入射角。PIC模拟表明，该理论抓住了等离子体动力学的本质。特别是，它可以应用于研究等离子体加热和表面高次谐波产生与强激光。
2017-08-17 physics.plasm-ph
Unified transport scaling laws for plasma blobs and depletions
我们研究了（有效）引力场中种子等离子体团和耗尽的动力学。对于不可压缩流，液滴和耗尽的径向质心速度与其初始交叉场大小和振幅的平方根成比例。如果流动是可压缩的，这种比例仅适用于大于临界值的振幅与尺寸之比。否则，最大斑点和耗尽速度线性地依赖于初始振幅，并且与尺寸无关。在这两种情况下，斑点和耗尽的加速度取决于它们相对于背景等离子体密度的初始振幅，与重力成比例，并且与它们的交叉场大小无关。由于它们的惯性减小，等离子体耗尽比相应的斑点加速得更快。这些标度律来自漂移流体方程的不变量，并与五个数量级以上的数值模拟非常一致。我们提出了一个经验模型，统一和正确捕捉的径向加速度和最大速度的斑点和耗尽。
2017-01-19 physics.plasm-ph
Soliton self-modulation of the turbulence amplitude and plasma rotation
离子温度梯度驱动湍流的空间均匀振幅包络对小扰动是不稳定的，并演化为非均匀的、类似孤子的调制轮廓。输运通量的极向不对称性可以引起托卡马克等离子体的自发极向上旋。
2002-05-29 physics.ao-ph physics.plasm-ph
Radial convection of finite ion temperature, high amplitude plasma blobs
我们目前的结果，从模拟的磁约束聚变等离子体的刮削层的种子斑点对流。我们一贯采用高波动幅度水平和有限的拉莫尔半径（FLR）的影响，使用一个完全非线性的全球陀螺流体模型。这与托卡马克刮除层（SOL）区域的条件一致。改变离子温度，初始斑点宽度，和初始振幅，我们发现了一个FLR占主导地位的制度，斑点的行为是显着不同的冷离子模型的预测。过渡到这一制度是非常好的描述的比离子gyroradius的特征梯度尺度长度的斑点。我们比较了全球的陀螺流体模型与部分线性化的本地模型。对于低离子温度，我们发现，全球模型的模拟显示出更多的相干斑点与增加的跨场运输相比，斑点与本地模型模拟。在全局模拟中的最大斑点幅度明显高于局部模拟。当离子温度与电子温度相当时，全局斑点模拟显示出与局部斑点模拟相比减少的斑点相干性和减少的交叉场传输。
2014-10-13 physics.plasm-ph
Subcritical mirror structures in an anisotropic plasma
基于Grad-Shafranov方程组，证明了在静态区域中压力仅为局部磁场振幅的函数的回旋等离子体服从变分原理，自由能量密度由平行张力给出.用这种方法证明了在镜不稳定性阈值以下构造的小振幅静态空穴与KPII方程的块孤子相一致，并且是不稳定的。它还表明，正则化的影响，如有限的拉莫尔半径修正不能忽略在大振幅镜结构的描述。
2013-12-02 physics.plasm-ph
Plasma Concept for Generating Circularly Polarized Electromagnetic Waves with Relativistic Amplitude
圆极化电磁波在磁化等离子体中的传播特性由等离子体密度和磁场强度决定。这一特性可以用来设计一种独特的等离子体光子器件，用于强流短脉冲激光器。我们用数值模拟的方法证明了在外加磁场作用下的薄等离子体薄膜可以起到偏振片的作用，将线偏振激光分离成两个方向相反的CP波。这种等离子体光子器件具有产生强CP波的优点，即使具有相对论振幅。为了各种研究目的，强烈要求在实验室中产生高能量密度等离子体的强CP光。
2020-11-07 physics.optics physics.plasm-ph
Electron-acoustic solitary pulses and double layers in multi-component plasmas
本文研究了有限振幅电子声波（EAWs）在多组分等离子体中的非线性传播，等离子体由两组不同的电子（冷组分和热组分）和非等温离子组成。我们使用的连续性和动量方程的冷惯性电子，玻尔兹曼定律的惯性热电子，热离子的非等温密度分布，和泊松方程推导出一个能量积分与修改的Sagdeev势（MSP）的非线性EAWs。通过对MSP的分析，证明了任意振幅EA孤波脉冲（EASP）和EA双层（EA-DLs）的存在。小幅度限制也被认为是EASP和EA-DL的分析结果。简要讨论了这些结果对空间和实验室等离子体的意义。
2013-09-21 physics.plasm-ph
Standing autoresonant plasma waves
讨论了啁啾驱动下等离子体从平凡平衡态产生的强非线性驻波的形成和控制。如果驱动振幅超过阈值，则在通过该系统中的线性谐振之后，激发的波保持与驱动的锁相，从而产生波振幅的受控增长。我们说明这些自共振波通过弗拉索夫-泊松模拟显示形成尖锐的峰值激发与局部电子密度极大值显着超过未扰动的等离子体密度。应用Whitham的平均变分法对一个简化的水囊模型进行求解，得到了自共振SPW的弱非线性演化和自共振阈值。如果啁啾的驱动频率接近某个恒定水平，则被驱动的SPW在目标振幅处饱和，从而避免动力学波破碎。
2020-01-10 physics.plasm-ph
Phase Mixing of Relativistically Intense Longitudinal Wave Packets in a Cold Plasma
本文用解析和数值方法研究了均匀非磁化冷等离子体中相对论强波包的时空演化和破缺。导出了相位混合时间尺度与波包振幅和谱宽的一般关系式。结果与文献中已有的公式进行了比较。结果表明，相位混合时间尺度主要取决于波包的振幅和无量纲谱宽的相对大小。最后，我们利用基于Dawson片模型的数值模拟，从波包的振幅和谱宽两个方面验证了我们的结果。
2016-02-25 physics.plasm-ph
Multi-region relaxed magnetohydrodynamics in plasmas with slowly changing boundaries --- resonant response of a plasma slab
最近提出的动力学扩展的泰勒松弛，\emph{multi-region relaxed magnetohydrodynamics}（MRxMHD）的绝热极限进行了总结，特别注意相对磁螺旋度的适当定义。使用一个简单的两个区域，剪切磁场模型类似的Hahm-Kulsrud-Taylor（HKT）波纹边界板模型的形式主义。在MRxMHD的线性梯度-Shafranov方程适用，即使在有限的波纹振幅。边界波纹的绝热导通在谐振表面处激发出对抗重联的屏蔽电流片。扰动磁场作为纹波幅度的函数计算调用由电流片分开的两个区域中的磁螺旋度守恒。在低纹波振幅下，电流片的每一侧上出现“半岛”，将旋转变换锁定在谐振值。超过一个临界振幅，这些岛屿消失，旋转变换发展一个不连续的电流片。
2017-03-17 physics.plasm-ph
Electrostatic solitary waves in dusty pair-ion plasmas
本文研究了大振幅和小振幅扰动下，静电波在非磁化、无碰撞、带固定正电荷尘埃的成对离子等离子体中的传播。利用双流体模型，研究了尘埃对离子等离子体中的两种线性离子模，即“快”波和“慢”波。研究了不同质量$(m)$和温度$(T)$的正负离子比以及不动带电尘埃$(δ)$对这些波模的影响。对于大振幅波，赝势方法进行，而标准的约化微扰技术（RPT）被用来研究小振幅Korteweg-de Vries（KdV）孤子。数值研究了在上述系统参数下赝势、大振幅孤子的分布以及KdV孤子的动力学演化。研究发现，在尘埃粒子为正电荷的情况下，对离子等离子体中只有负电势的孤波才能传播。这些结果对于实验室尘埃对离子等离子体、无电子工业等离子体以及电子密度与负离子相比小得可以忽略不计的空间等离子体中慢波的激发和观测都是有用的。
2013-10-13 physics.plasm-ph
Linear Theory of Electron-Plasma Waves at Arbitrary Collisionality
在考虑完全库仑碰撞算符的情况下，描述了任意碰撞度下电子-等离子体波的动力学。该描述是基于厄米-拉盖尔分解的电子分布函数的速度依赖性。阻尼率，频率和本征模谱的电子等离子体波被发现作为碰撞频率和波长的函数。比较了无碰撞朗道阻尼极限、Lenard-Bernstein碰撞算子和Doughnard碰撞算子以及电子-离子碰撞算子，发现阻尼率和本征模谱存在较大偏差.一个纯粹的阻尼熵模式，等离子体的俯仰角散射效应是占主导地位的无碰撞效应的特点，示出出现数值，其色散关系解析推导。结果表明，这样的模式是不存在的，当使用简化的碰撞算子，和类似的粒子碰撞强烈影响的熵模式的阻尼率。
2019-03-05 physics.plasm-ph
Enhanced wakefield generation in homogeneous plasma via two co-propagating laser pulses
University of Lucknow（勒克瑙大学）；Defence Research and Development Organization（国防研究与开发组织）；NITI AAYOG（尼蒂艾约格）；University of Delhi（德里大学）
研究通过两个同向传播激光脉冲增强等离子体中wakefield振幅，分析脉冲宽度和强度对振幅放大效果的影响，发现当空间分离等于等离子体波长时振幅最大。
2026-01-01 physics.plasm-ph
Arbitrary amplitude nucleus-acoustic solitary waves in thermally degenerate plasma systems
对完全电离的多核等离子体系统（由热简并电子和非简并暖光以及重核组成）中任意振幅的核声孤波（SW）进行了严格的理论研究.采用了适用于任意幅值慢波的赝势方法。亚音速和超音速核声SW（被发现是压缩），以及他们的基本特征被确定。这些亚音速和超音速核-声慢波的基本性质被发现受到非和超相对论简并电子物种、重核物种动力学、轻核和重核物种的数密度以及绝热温度的影响，结果表明，非简并重核物种的存在，（等温）电子物种支持亚音速核声SW的存在，电子简并和轻，重核温度的影响降低了这些亚音速核声SW形成的可能性。在非相对论简并电子粒子情况下，超声核声慢波的振幅远小于超相对论简并电子粒子的振幅，但远大于等温电子粒子的振幅。轻核或重核绝热温度的升高导致亚音速和超音速核声驻波的幅度（宽度）减小（增大）。另一方面，轻或重核素的数量密度的增加导致亚音速和超音速核声SW的振幅（宽度）增加（减小）。这项调查的结果被发现是适用于实验室，空间和天体物理等离子体系统。
2020-08-19 physics.plasm-ph
Probability distribution functions for intermittent scrape-off layer plasma fluctuations
本文基于泊松过程到达的非关联脉冲的叠加，建立了磁约束等离子体刮削层中间歇涨落的随机模型。在该模型的最常见的应用中，假设脉冲幅度呈指数分布，由实验测量数据中的大幅度波动的条件平均值支持。这一基本假设有两个潜在的局限性。首先，使用条件平均的测量数据的统计分析仅揭示了振幅分布的尾部呈指数分布。其次，指数分布的振幅导致不能捕获例如电势和径向速度的波动的正定信号。假设脉冲幅度不是正定的，常常使找到概率密度函数的闭合形式变得困难，即使特征函数保持相对简单。因此，估计模型参数需要基于特征函数的方法，而不是概率密度函数。在这方面的贡献，改变幅度分布的影响的时刻，概率密度函数和特征函数的过程中，提出了一种参数估计方法，使用的经验分布函数，并测试合成生成的数据。这对于描述磁化等离子体边界区域的间歇性波动很有价值。
2018-05-03 physics.plasm-ph
Stochastic modelling of blob-like plasma filaments in the scrape-off layer: Continuous velocity distributions
本文分析了一个具有随机振幅、尺寸和速度分布的非相关脉冲叠加的随机模型，揭示了脉冲的广泛分布与相关性对刮削层径向分布和涨落特性的影响，并强调了大幅涨落在等离子体-壁相互作用中的重要作用。
2024-01-10 physics.plasm-ph
Universality of Poisson-driven plasma fluctuations in the Alcator C-Mod scrape-off layer
在下一代高占空比聚变功率实验中，磁约束等离子体边界区域普遍存在大幅度的间歇性波动，并导致有害的等离子体-壁相互作用。利用Alcator C-Mod装置中刮除层的喷气成像数据时间序列，证明了大幅度波动可以描述为具有固定形状和恒定持续时间的脉冲的叠加。通过对具有双边指数脉冲函数的数据时间序列应用一种新的反卷积算法，可以估计脉冲的到达时间和幅度，并且可以高精度地重建测量时间序列。脉冲幅度被示出为遵循指数分布。脉冲之间的等待时间是不相关的，它们的分布具有指数尾，到达的数量是时间的线性函数。这表明，脉冲到达遵循齐次泊松过程。相同的统计特性适用于欧姆和高约束模式等离子体，清楚地表明在边界区域的Alcator C-Mod的波动统计的普遍性。
2018-10-05 physics.plasm-ph
Nonlinear longitudinal current generated by N transversal electromagnetic waves in the quantum plasma
考虑了电子气体任意简并度的量子等离子体。在等离子体中传播N（N>2）个外部电磁波。这就需要找到等离子体对这些波的响应。从量子无碰撞等离子体的动力学Wigner方程出发，用平方律近似得到了N个电场矢势的分布函数。导出了任意温度下，即电子气体任意简并程度下的电流计算公式。它示出，非线性帐户导致发生的纵向电流沿波矢量的方向。该纵向电流与在线性分析中接收的已知横向电流正交。波数的小值的情况下被认为是。结果表明，在波数较小的情况下，量子等离子体中的纵向电流与经典等离子体中的纵向电流一致。
2016-12-19 physics.plasm-ph
Excitation of dust acoustic shock waves in an inhomogeneous dusty plasma
在尘埃等离子体实验装置（DPEx）上，对非均匀尘埃等离子体中激波的传播特性进行了实验研究。在直流辉光放电氩等离子体中，通过保持抽气速度和供气速率的动态平衡，首先形成由多分散高岭土颗粒组成的均匀尘埃等离子体。随后，通过在原始动态平衡中引入不平衡，在尘埃流体中产生平衡密度不均匀性。非线性波结构，然后激发在这个不均匀的尘埃等离子体的突然压缩的尘埃流体。这些结构被识别为冲击波和它们的振幅和宽度分布的空间测量。激波结构的振幅被认为是增加，而宽度变宽，因为它向下传播一个减少的尘埃密度分布。一个修改的KdV-伯格方程推导和使用提供的结果，包括幂律缩放的幅度和宽度的变化作为背景密度的函数的理论解释。
2020-07-18 physics.plasm-ph
Dust ion-acoustic shocks in quantum dusty pair-ion plasmas
研究了尘埃离子声激波（DIAS）在四分量量子等离子体中的形成，四分量量子等离子体的成分是电子、正离子和负离子以及不动的带电尘埃颗粒。考虑了运动粘滞引起的耗散和电荷分离引起的色散以及玻姆势引起的量子隧穿效应。小振幅尘埃离子声波（DIAWs）的传播受Korteweg-de Vries-Burger（KDVB）方程控制，该方程不仅表现出振荡激波和单调激波，而且还依赖于量子参数H（电子等离子体激元与电子费米能量之比）和正负离子密度比。对于超过临界值的马赫数，可恢复大振幅定常激波。与小振幅激波不同，较小的粘性参数H和密度比可导致大振幅单调激波结构。这些结果对天体物理和激光等离子体研究具有重要意义。
2008-06-16 physics.plasm-ph
Evolution of the autoresonant plasma wave excitation in two-dimensional particle-in-cell simulations
本文通过二维粒子模拟研究双激光啁啾拍频驱动自共振等离子体波，发现二维效应引发类Weibel不稳定性和激光成丝，但自注入电子加速仍可达一维结果的70%–80%。
2024-06-10 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
Characteristics of solitary waves in a relativistic degenerate ion beam driven magneto plasma
研究了离子束存在下相对论简并磁等离子体中小振幅离子声孤波的非线性传播。根据Zakharov-Kuznetsov（Z-K）方程，导出了描述相对论非简并磁化正离子和含有磁化简并相对论电子的离子束中孤立波演化的非线性方程组。离子束是这类等离子体系统中普遍存在的成分，它对高密度等离子体系统中孤立波的传播起着决定性的作用。在不同物理参数的适当条件下，详细地考察和讨论了波传播具有典型孤子特性的条件。亚声波和超声波都可以在不同物理条件下具有不同特性的等离子体中传播。波在亚音速和/或超音速制度进行了详细的分析。在弱（或非相对论）和相对论等离子体中，离子束浓度、磁场以及离子束流速度对小振幅微扰的振幅和宽度的控制起着重要作用。
2018-01-08 physics.plasm-ph
