Langmuir szolitonok

A Langmuir-szolitonok ( kavitonok ) a plazmában található szolitonok egy fajtája , amelyek a térben terjedő Langmuir-hullámok stabil, magányos lokalizációs régiói alakjuk megváltoztatása nélkül.

A Langmuir szolitonok alapvető szerepet játszanak a Langmuir plazma turbulencia elméletében .

Általános elvek

Ha a Langmuir-hullámok amplitúdója elég nagy, az oldalukról a környező plazmára ható ponderomotoros erő elkezdi észrevehetően megváltoztatni az elektronsűrűség -profilt , kiszorítva az elektronokat a hullámnyaláb lokalizációs tartományából. Ebben az esetben az ellenkező hatás figyelhető meg: a hullámnyaláb egy kis elektronsűrűségű tartományban jelenik meg, ami lassítja a terjedését, ami a Langmuir-hullámok plazmában való szétszóródásával jár. Ha a hullámnyaláb minden pontján a diszperziós hatást egy nem lineáris ponderomotive hatás kompenzálja, akkor egy ilyen tér- és plazmakonfiguráció, amelyet Langmuir-szolitonnak vagy kavitonnak neveznek , alakja megváltoztatása nélkül terjed.

A Langmuir szolitonokat először 1974-1975-ben figyelték meg kísérletileg.

Matematikai leírás

Egydimenziós Langmuir-hullámok esetén homogén izotróp plazmában a hullámnyaláb komplex burkolójának alakulását az úgynevezett nemlineáris Schrödinger-egyenlet írja le : $u(x, t)$

i{\frac {\partial u}{\partial t))+{\frac {\partial ^{2}u}{\partial x^{2))}+2|u|^{2} u=0

Ennek az egyenletnek van egy családja stabil stacionárius lokalizált megoldások formájában:

u(x,t)={\frac {2i\eta }{\cosh \left[2\eta (x-vt)\right]}}\exp \left\{{\frac {ivx}{ 2}}+i\left(4\eta ^{2}-{\frac {v^{2}}{4}}\jobbra)t\jobbra\}

ahol , tetszőleges paraméterek, amelyek a szoliton amplitúdóját és sebességét határozzák meg. $\eta$ $v$

A két- és háromdimenziós geometriákban a Langmuir-szolitonok instabilnak bizonyulnak és összeomlanak. Ez a folyamat a plazma elektronok felgyorsulásához és ennek következtében a plazmadinamika turbulenciájához vezet.

Lásd még

Irodalom

Soliton in plasma - Encyclopedia of Physics cikk

Kvázi részecskék ( kvázirészecskék listája )
Alapvető	magnon Phonon Roton Plazmon primeson Elektron Lyuk Orbiton Fluctuon Phazon Holon és spinon Quasimomonopol
Összetett	Dropleton Felpróbál polariton Polaron Biroton kádár pár exciton Vanier - Motta Frenkel Biexciton Soliton FK-szoliton Szolitonok a plazmában Ion-hang Magnetoakusztikus Langmuir Soliton Davydov
Osztályozások	Fermions Bozonok Anyons Hipotetikus : Plectons