等离子体中库仑对数：厘清经典与量子方法的适用边界
等离子体物理
2024-08-20 v1
摘要
库仑对数常常出现在等离子体模型和仿真方法中，用于计算等离子体的传输和松弛特性。传统上，采用经典的双体碰撞图景来计算不同等离子体参数下的库仑对数。随着对稠密等离子体中部分退化电子的高兴趣，新的方法被开发出来以量子力学方式处理电子-离子碰撞。在此背景下，深入理解经典等离子体模型适用性标准至关重要。我们分析了在氢等离子体中描述电子-离子碰撞的库仑对数，在与惯性约束聚变实验相关的广泛温度和密度范围内进行。电子-离子碰撞截面采用量子和经典散射理论计算。我们发现，当电子的德布罗意波长小于等离子体中的离子电荷屏蔽长度时，经典描述电子-离子散射及其相关等离子体模型才适用。此外，我们还表明，量子一阶Born近似描述电子-离子碰撞的精度仅在经典散射理论准确的范围内有效。
引用
@article{arxiv.2408.09293,
title = {Demarcating the classical and quantum approaches for the Coulomb logarithm in plasmas},
author = {S. K. Kodanova and T. S. Ramazanov and M. K. Issanova},
journal= {arXiv preprint arXiv:2408.09293},
year = {2024}
}