Režimy Bernstein – Greene – Kruskal - Bernstein–Greene–Kruskal modes

Nesmí být zaměňována s Bhatnagar – Gross – Krook ve statistické fyzice, také zkráceně BGK.

Režimy Bernstein – Greene – Kruskal (aka Režimy BGK) jsou nelineární elektrostatické vlny které se šíří nemagnetizovaným a bezkolizním způsobem plazma. Jedná se o nelineární řešení Vlasov – Poissonova rovnice v fyzika plazmatu,[1] a jsou pojmenovány po fyzikech Ira B. Bernstein, John M. Greene, a Martin D. Kruskal, který v roce 1957 vyřešil a zveřejnil přesné řešení pro jednorozměrný případ.[2]

Režimy BGK byly rozsáhle studovány v numerických simulacích pro dvourozměrné a trojrozměrné případy,[1][3][4][5] a předpokládá se, že jsou produkovány nestabilita dvou proudů.[6][7] Byly pozorovány jako díry elektronového fázového prostoru (elektrostatické solitérní struktury)[8][9][10] a dvojité vrstvy[11] ve vesmírných plazmech, stejně jako v experimentech s rozptylem v laboratoři.[12]

Limit malé amplitudy: režimy Van Kampen

V lineárním limitu režimů BGK (např. V aproximaci malé amplitudy) se řešení redukují na to, co je známé jako Režimy Van Kampen,[13] pojmenoval podle Nico van Kampen kdo odvodil řešení v roce 1955.[14] The fáze míchání režimů Van Kampen dává vzniknout Tlumení Landau.[15]

Režimy kvantové BGK (QBGK)

Režimy BGK byly zobecněny na kvantová mechanika, ve kterém řešení (tzv kvantové režimy BGK) vyřeší kvantový ekvivalent systému Vlasov-Poisson známý jako Systém Wigner – Poisson, s periodickými okrajovými podmínkami.[16] Řešení pro režimy QBGK navrhli Lange et al. v roce 1996,[17] s potenciálními aplikacemi na kvantová plazma.[18]

Reference

  1. ^ A b Ng, C. S .; Bhattacharjee, A. (2005). „Režimy Bernstein-Greene-Kruskal v trojrozměrné plazmě“. Dopisy o fyzické kontrole. 95 (24): 245004. Bibcode:2005PhRvL..95x5004N. doi:10.1103 / physrevlett.95.245004. ISSN  0031-9007. PMID  16384391.
  2. ^ Bernstein, Ira B .; Greene, John M .; Kruskal, Martin D. (1957). "Přesné nelineární plazmové oscilace". Fyzický přehled. 108 (3): 546–550. Bibcode:1957PhRv..108..546B. doi:10.1103 / PhysRev.108.546.
  3. ^ Demeio, Lucio; Holloway, James Paul (1991). Msgstr "Numerické simulace režimů BGK". Journal of Plasma Physics. 46 (1): 63–84. Bibcode:1991JPlPh..46 ... 63D. doi:10.1017 / S0022377800015956. ISSN  1469-7807.
  4. ^ Manfredi, Giovanni; Bertrand, Pierre (2000). "Stabilita režimů Bernstein – Greene – Kruskal”. Fyzika plazmatu. 7 (6): 2425–2431. Bibcode:2000PhPl .... 7,2425 mil. doi:10.1063/1.874081. ISSN  1070-664X.
  5. ^ Berk, H.L .; Breizman, B. N .; Candy, J .; Pekker, M .; Petviashvili, N. V. (1999). "Spontánní vytvoření dvojice díra - shluk". Fyzika plazmatu. 6 (8): 3102–3113. Bibcode:1999PhPl .... 6.3102B. doi:10.1063/1.873550. ISSN  1070-664X.
  6. ^ Omura, Y .; Matsumoto, H .; Miyake, T .; Kojima, H. (1996). "Nestability elektronového paprsku jako mechanismus generování elektrostatických solitárních vln v magnetotailu". Journal of Geophysical Research: Space Physics. 101 (A2): 2685–2697. Bibcode:1996JGR ... 101,2685O. doi:10.1029 / 95ja03145. ISSN  0148-0227.
  7. ^ Dieckmann, M. E.; Eliasson, B .; Shukla, P. K. (2004). "Streamovací nestability poháněné mírně relativistickými protonovými paprsky v plazmě". Fyzika plazmatu. 11 (4): 1394–1401. Bibcode:2004PhPl ... 11.1394D. doi:10.1063/1.1649996. ISSN  1070-664X.
  8. ^ Turikov, V. A. (1984). „Díry elektronového fázového prostoru jako lokalizovaná řešení BGK“. Physica Scripta. 30 (1): 73–77. Bibcode:1984PhyS ... 30 ... 73T. doi:10.1088/0031-8949/30/1/015. ISSN  1402-4896.
  9. ^ Fox, W .; Porkolab, M .; Egedal, J .; Katz, N .; Le, A. (2008). "Laboratorní pozorování otvorů elektronového fázového prostoru během magnetického opětovného spojení". Dopisy o fyzické kontrole. 101 (25): 255003. Bibcode:2008PhRvL.101y5003F. doi:10.1103 / PhysRevLett.101.255003. PMID  19113719.
  10. ^ Vasko, I. Y .; Kuzichev, I. V .; Agapitov, O. V .; Mozer, F. S .; Artemyev, A. V .; Roth, I. (2017). "Evoluce elektronových fázových prostorových děr v nehomogenních plazmech". Fyzika plazmatu. 24 (6): 062311. Bibcode:2017PhPl ... 24f2311V. doi:10.1063/1.4989717. ISSN  1070-664X.
  11. ^ Quon, B. H .; Wong, A. Y. (1976). "Tvorba potenciálních dvojitých vrstev v plazmě". Dopisy o fyzické kontrole. 37 (21): 1393–1396. Bibcode:1976PhRvL..37.1393Q. doi:10.1103 / physrevlett.37.1393. ISSN  0031-9007.
  12. ^ Montgomery, D. S .; Focia, R. J .; Rose, H. A .; Russell, D. A .; Cobble, J. A .; Fernández, J. C .; Johnson, R. P. (2001). "Pozorování stimulovaného rozptylu elektronově-akustické vlny". Dopisy o fyzické kontrole. 87 (15): 155001. Bibcode:2001PhRvL..87o5001M. doi:10.1103 / PhysRevLett.87.155001. PMID  11580704.
  13. ^ Chen, Francis F. (1984). Úvod do fyziky plazmatu a řízené fúze (2. vyd.). New York: Plenum Press. 261–262. ISBN  0306413329. OCLC  9852700.
  14. ^ Van Kampen, N. G. (1955). „K teorii stacionárních vln v plazmě“. Physica. 21 (6–10): 949–963. Bibcode:1955Phy .... 21..949V. doi:10.1016 / S0031-8914 (55) 93068-8. ISSN  0031-8914.
  15. ^ Ng, C. S .; Bhattacharjee, A .; Skiff, F. (2006). „Slabě kolizní tlumení Landau a trojrozměrné režimy Bernstein-Greene-Kruskal: Nové výsledky starých problémů“. Fyzika plazmatu. 13 (5): 055903. arXiv:1109.1353. doi:10.1063/1.2186187. ISSN  1070-664X.
  16. ^ Demeio, L. (2007). "Kvantové opravy klasických režimů BGK ve fázovém prostoru". Teorie dopravy a statistická fyzika. 36 (1–3): 137–158. Bibcode:2007TTSP ... 36..137D. doi:10.1080/00411450701456857. ISSN  0041-1450.
  17. ^ Lange, Horst; Toomire, Bruce; Zweifel, P. F. (1996). "Kvantové režimy BGK pro Wigner-Poissonův systém". Teorie dopravy a statistická fyzika. 25 (6): 713–722. Bibcode:1996 TTSP ... 25..713L. doi:10.1080/00411459608222920. ISSN  0041-1450.
  18. ^ Haas, F .; Manfredi, G .; Feix, M. (2000). "Multistream model pro kvantová plazma". Fyzický přehled E. 62 (2): 2763–2772. arXiv:cond-mat / 0203405. Bibcode:2000PhRvE..62,2763H. doi:10.1103 / PhysRevE.62.2763. PMID  11088757.