量子治疗在尘埃等离子体动力学阿尔芬波不稳定:磁化离子

文摘

动力学阿尔芬波不稳定在一个统一的严格检查非简并量子尘埃等离子体。动力学阿尔芬波的线性色散关系在惯性政权推导,通过融合玻姆潜力弗拉索夫线性化模型。结果表明,量子修正出现由于插入玻姆弗拉索夫模型和潜在的导致的抑制阿尔芬波频率和不稳定的增长率。传播的各种模式的解析表达式。它也发现系统参数,即流速度,尘埃电荷,数密度,和量子修正,显著影响色散关系和不稳定的增长率。

1。介绍

理论和实验室研究current-driven电磁不稳定性一直是流行的话题在等离子体研究1,2]。电磁和静电等离子体不稳定性由平行或交叉场电流引起狭窄带状自发的排放和得到了很多的关注在过去几十年。推测低频电磁波,也就是说,阿尔芬波是最重要的电磁波,参加各种动态过程发生在太阳内部的(3- - - - - -5]。最近,动力学阿尔芬波(caw)通过量子效应与电子相关的修改;例如,侯赛因et al。6]试图研究自旋和非相对论量子效应在caw阿尔芬波的动力学理论的框架内,他们的分析表明,自旋量子效应抑制阿尔芬波频率在炎热和磁化等离子体。

通常,在等离子体量子效应是显著的,温度密度比率被认为是非常小的。量子效应预计将显著在非常小的尺度上,德拜长度和回转半径应该较小或德布罗意波长的顺序吗。在这么小的尺度的量子动力学理论更适合这些microphenomena的适当治疗。研究量子等离子体的各种方面,大量的努力已经使其应用范围从电浆设备致密天体物理等离子体(7- - - - - -16]。

最近,各种研究已经进行研究量子等离子体的集体效应。在这些调查中,研究人员都集中在几个低频模式的线性色散效应和量子等离子体的不稳定性作为基准问题。它已经通过玻姆衍射或量子统计效应,包括费米压力(17]。各种流体等离子体模型开发了通过引入量子效应的量子修正。可以通过密度波动产生的量子力来自玻姆的潜在或通过自旋粒子包括磁偶极子的力量和磁化能量。在大尺度上,等离子体被视为一个导电流体和磁流体动力学描述,而形势动力学理论的框架内解释当微观尺度。这种现象的恰当的治疗需要动力学理论的发展基于量子效应(18]。尘埃颗粒的存在被显著改变静电和电磁模式(19- - - - - -23]。这是由于这样的事实,他们的存在产生一些新颖的模式与尘埃粒子动力学和有限的跨域等离子体电流密度的散度。最近,Mahdavi和Azadboni调查韦贝尔不稳定的非简并量子效应通过考虑在燃料吸收层托盘中的应用。在他们的研究中,热能被大于潜力和费米能级的量子效应极小,表明非简并量子效应和密度梯度趋于稳定韦贝尔不稳定(24]。

在本文中,我们努力研究量子衍射的作用与电子密度,热,磁化等离子体及其对低频率的影响模式。我们讨论的特征波长短尘埃动力学阿尔芬波通过玻姆强调量子衍射效应产生潜在的电子,这显然是占主导地位的离子和尘埃物种由于大质量的差异。量子DKAW的色散关系(QDKAW)推导,通过融合玻姆量子势成线性化弗拉索夫方程。同时,静电耦合的量子尘埃声波模式(QDAW)动力学阿尔芬波(乌鸦)和乌鸦的不稳定在一个惯性政权的理论方面进行了探讨。

手稿的组织结构如下:基本假设导致部分并给出了一般的色散关系2和3而讨论的结果和结论部分4。

2。基本假设

我们考虑一个电磁动力学阿尔芬波无碰撞的电子离子量子尘埃等离子体。强磁化离子被认为是麦克斯韦和一束非简并电子漂移在外部磁场用常量离子漂移速度,,也就是说,,而灰尘组件是寒冷和垂直入射。血浆β被认为是非常小的,,在那里。一种电磁波的波矢量在于飞机,,使角与飞机。我们采用了两个潜在表征用于低β等离子体来表达电磁扰动来描述电场,也就是说,和,在那里。

线性化泊松方程 在哪里,,是电子、离子、分别和尘埃数密度。在(1)(与随着电子电荷数量的谷物)是平衡电荷平均粮食和灰尘是电子电荷。对于电磁波,我们可能会忽视尘埃电荷涨落影响,也就是说,,(25,26),它会导致阻尼(non-Landau类型)有关静电波。现在,在结合安培、法拉第定律,我们得到27] 在哪里代表该领域一致为等离子体电流密度的物种。因为电子是流垂直于磁场方向,因此,合并后的量子等离子体线性化弗拉索夫方程玻姆量子势的方向领域将获得以下: 流电子的摄动分布函数得到的援助弗拉索夫方程和零级分布函数常用的分布函数和假定服从麦克斯韦或狄拉克费米分布。 在哪里

由于离子热与磁化有限拉莫尔半径的影响,因此,我们可以解决弗拉索夫方程指导中心坐标的忽视量子效应和获得任何电磁波的摄动分布,(28,29日), 在哪里是电子平衡麦克斯韦分布函数,是电子回旋频率,第一类贝塞尔函数的顺序。

3所示。基本理论和色散关系

摄动等电子数密度的非简并量子效应受到的帮助重塑弗拉索夫方程和确定关系作为 在哪里显示了量子修正电子密度和数量跨域的等离子体色散函数流非简并电子(30.)与参数。

通过使用(6),热的数密度和磁化离子 在哪里修改后的贝塞尔函数和参数吗和通常是为麦克斯韦等离子体色散函数

冷的摄动数密度和垂直入射尘埃颗粒通过使用水动力模型如下:

自非简并电子流沿方向,因此采取电流密度扰动的纵向分量为零;也就是说,并行组件的离子电流密度和尘埃的物种

使用的显式表达式,,在(1),,,在(2)允许获得下列方程组: 在哪里

和通过消除和齐次方程(11),色散关系减少 后替换的值,,,从(12)(13),和一些简单的代数,给出 和代表在乌鸦的一般色散关系流不稳定在一个量子尘埃等离子体。在极限情况下,我们得到修正的色散关系两个流不稳定在一个尘土飞扬的等离子体31日),在无尘等离子体不稳定性结果在经典等离子体(32]。

当与流媒体相关的自由能增加,也就是说,,最大增长率也继续增加,等离子体的色散方程组件成为nonresonant ()。nonresonant政权的不稳定模式通常被称为流体不稳定。在冷等离子体极限下, 在哪里和。

因此,从色散关系(13),我们获得的双二次方程的各种等离子体参数: 在哪里 在哪里

在缺乏流电子解决方案(16)是由 这是量子修正低频剪切阿尔芬波在一个尘土飞扬的等离子体,在哪里阿尔芬速度和吗尘埃皮肤深度。在极限情况下,我们获得在乌鸦的色散关系在惯性政权;也就是说,。当,,我们得到dust-modified剪切阿尔芬波的色散关系,也就是说,,这是一个自然的任何尘土飞扬的magnetoplasma和模式电磁波传播提供了约束。我们的分析还表明,跨域流影响不是加上垂直波数,而是表现为一个额外的色散关系的术语。可能缺乏的原因由于正交场流方向和玻姆潜在诱导弗拉索夫模型。因此容易引入量子修正可能大幅修改经典模式和相关的不稳定。

为了观察尘埃颗粒的影响在低β波等离子体的极限情况可以获得(18)的形式

第二项相对湿度年代可以被认为是强烈的对流细胞频率取决于粉尘的参数。它可以认识到尘埃惯性波动力可能发挥重要作用,而静止的尘埃排除了这种模式。沉重的尘埃颗粒可以减少的一个重要因素的影响传播的波频率和不稳定的地区。

4所示。结果

在介绍工作,我们调查了跨域流不稳定和分散产在乌鸦的非简并电子在量子magnetoplasma尘土飞扬。我们导出了乌鸦的使用各种参数不稳定增长率接近致密天体物理等离子体,也就是说,,,,,(33]。量子玻姆发现潜在的影响采取行动对乌鸦的不稳定,而古典加固不稳定区域的影响,如图1。跨域非简并电子束流的速度帮助不稳定地区的增长和进一步提高抑制稳定保持波振幅如图2。它也被观察到量子参数倾向于抑制不稳定。在图3我们可以观察到,增长率增强数密度的增加,其次是增加跨离子流速度。身体上,当粉尘浓度增加,还提高了电子的损耗由于对尘粒表面,进而增加了流速度和最终负责激发的电磁波。尘埃电荷的作用还发现提高波活动图中可以看到4。我们的结果表明,caw惯性政权是由玻姆潜在影响,因此影响较小似乎抑制阿尔芬波频率在炎热和磁化非简并量子等离子体明显从图5。

总结,我们调查的影响量子贡献的增长和色散低频动力学阿尔芬波在惯性政权利用Vlasov-Maxwell方程。我们忽略了离子的量子效应比电子重。结果表明,量子效应抑制热,磁化等离子体的不稳定。密度波动并不是伴随着纯电磁nonstreaming稠密等离子体;因此,应用量子修正意义电磁波当涉及密度波动尤其是在惯性的范围。因此我们重塑了摄动非简并电子密度具有强大的量子修正参数的依赖。我们的分析是基于线性近似,我们相信我们是导致KAWI分析在非简并量子等离子体和有一个大的非线性调查应该解决。目前的分析可以应用于致密天体物理流和ICF等离子体量子衍射效应是不可忽视的和重要的。

相互竞争的利益

作者宣称没有利益冲突有关的出版。

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