Ion-akusztikus szolitonok

Az ion-akusztikus szolitonok a plazmában található szolitonok egy fajtája , amelyek az ionsűrűség stabil, magányos kompressziói , amelyek alakjuk megváltoztatása nélkül terjednek a térben.

Általános elvek

Egy homogén plazmában lehetséges ion-akusztikus hullámok létezése , amelyek kellően nagy amplitúdó mellett nemlineárissá válnak. E hullámok nemlinearitása elsősorban a plazmahidrodinamikai egyenletek konvektív tagjának köszönhető . A nemlinearitás jelenléte az ion-akusztikus hullámok nyalábjának elülső részének meredekedéséhez vezet, amit egy bizonyos ponton diszperzió kompenzál, ami éppen ellenkezőleg, a hullámcsomagot kiterjeszti. A szolitonokban a diszperziós terjedést minden pontban nemlineáris hatások ellensúlyozzák.

Az ion-akusztikus szolitonokat először 1970 -ben fedezték fel kísérleti úton .

Egydimenziós közelítés

Egy erősen nemizoterm plazma legegyszerűbb esetben, ahol az elektron hőmérséklete jóval magasabb, mint az ion hőmérséklete, az egydimenziós nemlineáris ion-akusztikus hullámok a Korteweg-de Vries egyenlettel írhatók le , amelynek dimenzió nélküli formája a következő:

{\frac {\partial n}{\partial t))+6n{\frac {\partial n}{\partial x))+{\frac {\partial ^{3}n}{\partial x ^{3}}}=0,

ahol a változó a plazma ionkoncentrációjának perturbációjának felel meg. A Korteweg-de Vries egyenletnek van egy megoldáscsaládja magányos hullámok formájában: $n$

n={\frac {2a^{2}}{\cosh ^{2}\left(a(x-4a^{2}t)\right))),

ahol a dimenzió nélküli szoliton amplitúdó, ami egy szabad paraméter. Egy ilyen szoliton sebessége . $a$ $v=4a^{2}$

Kétdimenziós közelítés

A kétdimenziós geometriában a Korteweg-de Vries egyenlet általánosítása a Kadomtsev-Petviashvili egyenlet , amelynek alakja:

{\frac {\partial }{\partial x))\left({\frac {\partial n}{\partial t))+6n{\frac {\partial n}{\partial x))+ {\frac {\partial ^{3}n}{\partial x^{3}}}\right)=\pm {\frac {\partial ^{2}n}{\partial y^{2}}} .

Az ion-hanghullámok az egyenlet jobb oldalán található mínuszjelnek felelnek meg. Ennek az egyenletnek vannak stabil, magányos megoldásai a következő formában:

n={\frac {2a^{2}}{\cosh ^{2}\left(a(x+ky)-(4a^{2}+k^{2})t\right)} },

ahol a paraméter határozza meg az ionakusztikus szolitonok tájolását a mágneses tér irányához képest. $k$

Lásd még

Magnetoszonikus szolitonok

Irodalom

Kroll N., Trivelpiece A. A plazmafizika alapjai (9.4. Szolitonok és ion-hang típusú lökéshullámok). - M . : Mir, 1975. - S. 96-100. — 528 p.
Landau L. D. , Lifshits E. M. Fizikai kinetika // Elméleti fizika. - M. : Fizmatlit, 2007. - T. 10. - 535 p.
Chen F. Bevezetés a plazmafizikába. — M .: Mir, 1987. — 400 p.
Soliton in plasma - Encyclopedia of Physics cikk
MQ Tran. Ion akusztikus szolitonok plazmában: Kísérleti tulajdonságaik áttekintése és a kapcsolódó elméletek // Physica Scripta . - 1979. - 1. évf. 20 , sz. 3-4 . - 317. o .

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