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强激光与等离子体相互作用中受激陷俘电子声波散射及相空间离子涡旋的形成
  • ISSN号:1000-3290
  • 期刊名称:《物理学报》
  • 时间:0
  • 分类:O422.5[理学—声学;理学—物理]
  • 作者机构:[1]北京应用物理与计算数学研究所,北京100088, [2]中国地质大学材料科学与工程学院,北京100083
  • 相关基金:国家自然科学基金(批准号:10575015,10375011,10335020)、国防科技重点实验室基金(批准号:51480010205ZW0901,51479050205ZW0905)和中国工程物理研究院科学技术基金(批准号:20060217)资助的课题.
中文摘要:

应用一维相对论电磁粒子模拟程序,研究了线性极化强激光入射到无碰撞密度均匀的次临界密度等离子体中所引起的受激陷俘电子声波散射不稳定性过程。不稳定性的早期行为与是否考虑离子动力学效应无关,当考虑离子动力学效应之后会激发一个随时间增长的离子声波,并且最终由于大振幅电磁孤立子的产生而中断,由于电磁孤立子内的静电场与电磁场所产生的离子加速与俘获效应,导致一个离子涡旋在离子相空间中形成;当电磁孤立子向后加速过程中,若干个离子涡旋结构随之形成。研究发现,离子涡旋结构同样存在于密度不均匀的次临界密度等离子体中,从拓扑的观点看,离子涡旋结构的形成是由于拓扑缺陷即等离子体密度凹陷所致,是Kelvin-Helmholtz不稳定性中Ying-Yang类型的一个范例。

英文摘要:

Stimulated trapped electron-acoustic wave scattering instability by a linearly-polarized laser interacting with a plasma layer at a suberitieal density range is studied by particle simulation. Its early behavior is almost the same whether ion dynamics is taken into account or not. However, when ion dynamics is considered, a large ion acoustic wave is excited, which grows with time and eventually breaks up locally, followed by the generation of a large amplitude electromagnetic soliton. As a new phenomenon, an ion-vortex structure in ion phase-space is formed due to the ion acceleration and trapping by high local electromagnetic and electrostatic fields inside the soliton. As the electromagnetic soliton is accelerated backwards, several ion-vortices are formed in the wake behind. Ion-vortices are also found in inhomogeneous suberitieal plasmas. These ion-vortices are recognized as the Kelvin-Helmholtz instability patterns, likely to be formed due to a topological defect, i.e. , the plasma density cavity in the electromagnetic soliton region, which exhibit the well-known paradigmatic Ying-Yang pattern.

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期刊信息
  • 《物理学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国物理学会 中国科学院物理研究所
  • 主编:欧阳钟灿
  • 地址:北京603信箱(中国科学院物理研究所)
  • 邮编:100190
  • 邮箱:apsoffice@iphy.ac.cn
  • 电话:010-82649026
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-3290
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1958/O4
  • 邮发代号:2-425
  • 获奖情况:
  • 1999年首届国家期刊奖,2000年中科院优秀期刊特等奖,2001年科技期刊最高方阵队双高期刊居中国期刊第12位
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国科学引文索引(扩展库),英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:49876