非均匀外磁场中激光增强等离子体离子加热
等离子体物理
2024-04-22 v1
摘要
近期研究表明，激光电磁 (EM) 波与穿有外部均匀磁场的等离子体相互作用，可直接加热离子。该 EM 波频率接近低杂化 (LH) 共振频率。LH 共振发生在磁化色散关系的通带边缘。共振处波的群速度可忽略不计。在这些研究中，能量吸收基本局限于等离子体表面。然而，为了在等离子体内部及期望位置加热离子，本文选择了一种经过剪裁的非均匀外部磁场分布。等离子体边缘的磁场强度使得 EM 波频率位于通带内，此处群速度具有显著值。这使得波能够进入等离子体内部。随后，对外部磁场进行适当的空间剪裁，使其在等离子体内部的期望空间位置发生 LH 共振。使用 OSIRIS4.0 平台进行的粒子模拟 (PIC) 仿真表明，EM 波脉冲在共振位置停滞。观察到波脉冲随后发生破裂，能量随之主要传递给当地等离子体离子。与磁场分布均匀的情况相比，吸收显著增强。此外，还研究了吸收对磁场分布选择和激光强度等因素的依赖关系。
引用
@article{arxiv.2404.12673,
title = {Enhanced plasma ion heating by lasers in inhomogeneous external magnetic field},
author = {Rohit Juneja and Trishul Dhalia and Amita Das},
journal= {arXiv preprint arXiv:2404.12673},
year = {2024}
}
备注
10 pages, 17 figures