Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Tương tác sóng phi tuyến với chùm positron trong plasma tương đối: Đánh giá các sóng ion âm bụi siêu âm
Plasma Physics Reports - 2020
Tóm tắt
Chúng tôi đã nghiên cứu sự lan truyền của các sóng đơn lẻ âm thanh ion bụi (DIA) với biên độ nhỏ trong plasma tương đối bốn thành phần, bao gồm electron không nhiệt, ion dương di động, chùm positron và các hạt bụi nặng mang điện âm. Bằng cách sử dụng phương pháp nhiễu loạn giảm, chúng tôi đã suy deriv công thức sóng phi tuyến Korteweg–de-Vries (KdV) một cách số học. Trong công trình này, chúng tôi đã làm sáng tỏ vai trò của chùm positron năng lượng trong plasma tương đối và phân tích vùng tồn tại cho việc hình thành sóng đơn lẻ âm thanh ion (IA). Chúng tôi nhận thấy rằng, với một số tham số plasma nhất định, việc lan truyền cả sóng đơn lẻ nén và giãn nở đều có thể xảy ra. Tại đây, việc bơm chùm positron vào plasma gây ra sự gia tăng tốc độ pha (số Mach) và đạt đến chế độ dòng siêu âm. Chúng tôi cũng quan sát thấy rằng sự gia tăng ban đầu của yếu tố tương đối của chùm positron $${{\gamma }_{{{\text{br}}}}}$$, cũng như tỷ lệ nhiệt độ của chùm positron so với electron $${{\sigma }_{{\text{b}}}}$$ làm giảm các đặc điểm đặc trưng (biên độ) của các hồ sơ tiềm năng sóng đơn lẻ nén. Ngược lại, việc tăng điện tích hạt bụi $${{Z}_{{{\text{d0}}}}}$$, tỷ lệ nồng độ chùm positron $${{\mu }_{{\text{b}}}}$$, cũng như nồng độ electron không nhiệt dẫn đến sự gia tăng biên độ của các hồ sơ tiềm năng sóng đơn lẻ IA. Các phát hiện trong công trình này có thể giúp ích nhiều hơn trong việc hiểu biết về bầu khí quyển phía trên của Trái Đất (khu vực Aurora của điện ly) cũng như các plasma không gian.
Từ khóa
#plasma tương đối #sóng âm thanh ion bụi #chùm positron #sóng phi tuyến #vật lý plasmaTài liệu tham khảo
H. Alfvén, Cosmic Plasma (Reidel, Dordrecht, 1981).
I. B. Zel’dovich and I. D. Novikov, Relativistic Astrophysics, Vol. 2: The Structure and Evolution of the Universe (University of Chicago, Chicago, 1971).
P. Zuccon, B. Bertucci, B. Alpat, G. Ambrosi, R. Battiston,G. Battostoni, W. J. Burger, D. Caraffini, C. Cecchi, L. D. Masso, N. Dinu, G. Esposito, A. Ferrari, E. Fiandrini, M. Ionica, et al., Astropart. Phys. 20, 221 (2003).
M. H. Thoma, Eur. Phys. J. D 55, 271 (2009).
R. G. Greaves, M. D. Tinkle, and C. M. Surko, Phys. Plasmas 1, 1439 (1994).
T. Kotani, N. Kawai, M. Matsuoka, and W. Brinkmann, Publ. Astron. Soc. Jpn. 48, 619 (1996).
K. Roy, A. P. Misra, and P. Chatterjee, Phys. Plasmas 15, 032310 (2008).
A. Shah and R. Saeed, Phys. Lett. A 373, 4164 (2009).
T. S. Gill, A. Singh, H. Kaur, N. S. Saini, and P. Bala, Phys. Lett. A 361, 364 (2007).
M. K. Deka and A. N. Dev, Plasma Phys. Rep. 44, 1 (2018).
H. R. Pakzad and M. Tribeche, J. Fusion Energy 32, 171 (2013).
S. I. Popel, S. V. Vladimirov, and P. K. Shukla, Phys. Plasmas 2, 716 (1995).
G. Lu, Y. Liu, Y. Wang, L. Stenflo, S. I. Popel, and M. Y. Yu, J. Plasma Phys. 76, 267 (2010).
J. Srinivas, S. I. Popel, and P. K. Shukla, J. Plasma Phys. 55, 209 (1996).
H. R. Pakzad, Astrophys. Space Sci. 332, 269 (2011).
T. I. Rajib, S. Sultana, and A. A. Mamun, IEEE Trans. Plasma Sci. 45, 718(2017).
M. G. Shah, M. R. Hossen, and A. A. Mamun, J. Plasma Phys. 81, 905810517 (2015).
S. A. Shan and H. Saleem, Phys. Plasmas 16, 022111 (2009).
A. Barkan, N. D’Angelo, and R. L. Merlino, Planet. Space Sci. 44, 239 (1996).
P. K. Shukla and A. A. Mamun, Introduction to Dusty Plasma Physics (IOP, Bristol, 2002).
D. A. Mendis and M. Rosenberg, Annu. Rev. Astron. Astrophys. 32, 418 (1994).
A. Mamun and P. K.Shukla, IEEE Trans. Plasma Sci. 30, 720 (2002).
T. V. Losseva, S. I. Popel, and A. P. Golub, Plasma Phys. Rep. 38, 729 (2012).
T. V. Losseva, S. I. Popel, A. P. Golub, and P. K. Shukla, Phys. Plasmas 16, 093704 (2009).
S. S. Duha, M. G. M. Anowar, and A. A. Mamun, Phys. Plasmas 17, 103711 (2010).
S. Ghosh, S. Sarkar, M. Khan, and M. R. Gupta, Phys. Plasmas 7, 3594 (2000).
S. H. Cho, H. J. Lee, and Y. S. Kim, Phys. Rev. E 61, 4357 (2000).
P. K. Shukla and M. Marklund, Phys. Scr. 2004 (T113), 36 (2004).
S. Ghosh and R. Bharuthram, Astrophys. Space Sci. 314, 121 (2008).
A. Paul, A. Das, and A. Bandyopadhyay, Plasma Phys. Rep. 43, 218 (2017).
S. A. El-Tantawy, N. A. El-Bedwehy, and W. M. Moslem, Phys. Plasmas 18, 052113 (2011).
N. S. Saini, B. S. Chahal, and A. S. Bains, Astrophys. Space Sci. 347, 129 (2013).
B. C. Kalita and S. Das, IEEE Trans. Plasma Sci. 46, 790 (2018).
M. K. Deka, N. C. Adhikary, A. P. Misra, H. Bailung, and Y. Nakamura, Phys. Plasmas 19, 103704 (2012).
N. C. Adhikary, A. P. Misra, H. Bailung, and J. Chutia, Phys. Plasmas 17, 044502 (2010).
S. A Shan, A. U. Rahman, and A. Mushtaq, Phys. Plasmas 24, 032104 (2017).
B. Shokri and S. M. Khorashadizadeh, Phys. Plasmas 11, 1689 (2004).
A. Gsponer, Report No. ISRI-82-04.56 (Independent Scientific Research Institute, Oxford, England, 2009). https://arxiv.org/pdf/physics/0409157.pdf.
R. Sarma, A. P. Misra, and N. C. Adhikary, Chin. Phys. B 27, 105207 (2018).
M. K. Deka and A. N. Dev, Ann. Phys. 395, 45 (2018).
R. A. Cairns, A. A. Mamum, R. Bingham, R. Bostrom, R. O. Dendy, C. M. C. Nairn, and P. K. Shukla, Geophys. Res. Lett. 22, 2709 (1995).
H. Kaur, T. S. Gill, and N. S. Saini, Chaos, Solitons Fractals 42, 1638 (2009).
H. R. Pakjad, Indian J. Phys. 83, 1605 (2009).
M. A. Hossen, M. M. Rahman, M. R. Hossen, and A. A. Mamun, Plasma Phys. Rep. 43, 464 (2017).
D. S. Hall, C. P. Chaloner, D. A. Bryant, D. R. Lepine, and V. P. Tritakis, J. Geophys. Res.: Space Phys. 96, 7869 (1991).
C. Grabbe, J. Geophys. Res.: Space Phys. 94, 17299 (1989).
S. A. Elwakil, M. A. Zahran, and E. K. El-Shewy, Phys. Scr. 75, 803 (2007).
F. Verheest and S. R. Pillay, Phys. Plasmas 15, 013703 (2008).
E. Saberian, A. E. Kalejahi, and M. A. Ghazi, Plasma Phys. Rep. 43, 83 (2017).
B. Choudhury, R. Goswami, G. C. Das, and M. P. Bora, Phys. Plasmas 20, 042902 (2013).
H. K. Malik and K. Singh, IEEE Trans. Plasma Sci. 33, 1995 (2005).
Y. Nejoh, J. Plasma Phys. 37, 487 (1987).
S. I. Popel, A. P. Golub, T. V. Losseva, A. V. Ivlev, S. A. Khrapak, and G. Morfill, Phys. Rev. E 67, 056402 (2003).
N. C. Adhikary, H. Bailung, A. R. Pal, J. Chutia, and Y. Nakamura, Phys. Plasmas 14, 103705, (2007).