等离子体及大气流体中湍流的密度算符方法

我们提出一种统计波动力学方法来描述磁化等离子体和大气流体（如漂移波和 Rossby 波）的二维湍流中的耗散与不稳定性。这是通过存在与等离子体电势或大气流体流函数相关的 Hilbert 空间而成为可能的。因此，我们将此类湍流视为宏观波动力学现象，由我们导出的非 Hermitian Hamiltonian 算符驱动，其反 Hermitian 分量归因于环境效应。引入波统计系综的波动力学密度算符，我们建立了主方程并定义了可观测量：例如波和带状流的涡量与能量作为统计平均。我们确定我们的开放系统通常可遵循两类时间演化，取决于环境是阻碍还是协助系统的稳定性与完整性。我们还考虑了该理论的相空间表述，包括几何光学极限及其之外，并研究了物理可观测量的守恒律。由此表明，该方法预测了漂移波与带状流之间能量和涡量交换的多种机制，这些机制在基于波动动力学方程模型中 hitherto 被忽视。