含尘正负离子等离子体中的静电孤立波

本文研究了无磁化、无碰撞的正负离子等离子体（含有静止的正电荷尘埃）中静电波的传播，涵盖了大振幅和小振幅扰动两种情况。采用正负离子的双流体模型，研究表明在含尘正负离子等离子体中会出现两种线性离子模，即“快”波和“慢”波。研究了这些波模在不同负离子与正离子的质量 $(m)$ 和温度 $(T)$ 比率下的性质，以及静止带电尘埃 $(\delta)$ 的影响。对于大振幅波，采用了赝势方法；而对于小振幅 Korteweg-de Vries (KdV) 孤子，则使用了标准的约化微扰技术 (RPT)。数值研究了上述系统参数下的赝势分布、大振幅孤子以及 KdV 孤子的动力学演化。研究发现，含有正电荷尘埃的正负离子等离子体支持仅具有负电势的孤立波 (SWs) 传播。该结果可能有助于实验室含尘正负离子等离子体和无电子工业等离子体中孤立波的激发，以及在对负离子而言电子密度可忽略不计的空间等离子体中的观测。