无磁化旋量 QED 等离子体中波传播的热场动力学背景场方法
等离子体物理
2020-12-18 v4
摘要
本工作中，发展了用于旋量量子电动力学（QED）等离子体集体模式的相对论多体量子场论。我们将热场动力学引入 QED 等离子体研究。采用非平凡背景场方法以考虑背景带电等离子体粒子与辐射场的非微扰性。这是对 Yuan Shi 等人 [Phys. Rev. A 94, 012124 (2016)] 在其标量 QED 等离子体研究中首次引入的“Furry 绘景”的拓展。然而，他们用于求解理想系统背景场的波函数方法难以推广至一般多体情形。我们提出一种经典极限方法，能以实用方式纳入大多数微扰高能及量子多体方面。作为示例，讨论了无磁化电子—正电子等离子体中的波传播。在低能极限下，恢复了熟知的非相对论简并等离子体波色散关系。此外，讨论了相对论导致的等离子体粒子质量增加、真空极化导致的有效电荷减小、有限光速对色散关系的影响以及温度对等离子体系统的影响。另外，首次报道了电子—正电子对等离子体的零声以及等离子体振荡诱导的粒子产生等新现象。最后，研究了高能极限情形。
引用
@article{arxiv.1912.11842,
title = {Background Field Method in Thermo Field Dynamics Theory for Wave Propagation in Unmagnetized Spinor QED Plasmas},
author = {Shan Wu and Ji-ying Zhang},
journal= {arXiv preprint arXiv:1912.11842},
year = {2020}
}
备注
We have replace the previous paper (with a technical problem) with this corrected version. The presentation of the paper has also been improved. The published version can be seen in "Physics of Plasmas"