氙中电子群电子能量分布函数的双稳态解：玻尔兹曼方程分析与粒子模拟
等离子体物理
2015-06-16 v3
摘要
在低约化电场下，重惰性气体中的电子能量分布函数可以呈现两种不同的形状。这种"双稳态效应"——其中电子-电子（库仑）碰撞起关键作用——在此针对氙(Xe)进行了玻尔兹曼方程分析和第一性原理粒子模拟方法的研究。玻尔兹曼方程的解采用了通常的近似：(i) 将分布函数搜索为两项的形式（"双项近似"），(ii) 忽略分布函数各向异性部分碰撞积分的库仑部分，(iii) 将库仑碰撞视为二元事件，(iv) 在特征距离之外截断电子-电子相互作用的范围。基于粒子的模拟方法避免了这些近似：电子气中的多体相互作用由真实（未截断）的库仑势通过分子动力学算法描述，而电子与背景气体原子之间的碰撞通过蒙特卡洛模拟处理。我们发现两种技术的结果总体一致，这在一定程度上证实了玻尔兹曼方程求解中所用近似的有效性。观察到的差异被认为源于这些近似以及粒子模拟中统计噪声的存在。
引用
@article{arxiv.1502.02230,
title = {Bistable solutions for the electron energy distribution function in electron swarms in xenon via Boltzmann equation analysis and particle simulations},
author = {Nikolay Dyatko and Zoltan Donko},
journal= {arXiv preprint arXiv:1502.02230},
year = {2015}
}