库仑量子等离子体中的交换效应：二维和三维介质中的波色散

我们描述了包含库仑交换相互作用的三维和二维等离子体的量子流体动力学方程。推导了力密度的显式形式。我们提出了包含交换相互作用的库仑量子等离子体的非线性薛定谔方程 (NLSEs)。我们展示了交换相互作用对朗缪尔波和离子声波色散的贡献。我们考虑了自旋极化率对库仑交换相互作用强度的影响。这一点很重要，因为相同自旋方向粒子与相反自旋方向粒子之间的交换相互作用是不同的。在小粒子浓度 $n_{0}<<10^{25}cm^{-3}$ 和小极化率下，交换相互作用导致费米压力小幅下降。随着极化率的增加，交换相互作用的作用变得更加重要，甚至可能超过费米压力。交换相互作用也降低了朗缪尔频率的贡献。在大极化率极限下，由于交换相互作用改变了压力的符号，离子声波不再存在。在大粒子浓度 $n_{0}>>10^{25}cm^{-3}$ 下，对于所有极化率，费米压力均优于交换相互作用。对于二维量子等离子体，我们得到了类似的图像。