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高对称性电荷分布库仑爆炸动力学的通用表述

等离子体物理 2022-02-14 v3 计算物理

摘要

我们提出了一种理论方法来研究球形、柱形和椭球形电荷分布在其自库仑场以及由带电粒子碰撞和随机运动引起的随机力作用下的动力学。该方法基于从电荷-电流连续性方程求出电荷分布的电流密度,并确定粒子的漂移速度。后者既可用于推导系统的拉格朗日量,也可用于写出带洛伦兹力的牛顿运动方程。我们发展了动理论,将电子随机运动引起的随机力纳入我们的模型。为证明方法的有效性,我们将其应用于多种电荷分布,并将结果与N体模拟进行比较。我们表明,我们的方法以正确的系数复现了均匀球形和柱形电荷分布包络方程中众所周知的发射度项。我们将模型用于理想气体的引力坍缩以及均匀磁场中柱形电荷分布的回旋动力学,并提出了一种测量电子束发射度的方法。

关键词

引用

@article{arxiv.2003.00611,
  title  = {General Formulation of Coulomb Explosion Dynamics of Highly Symmetric Charge Distributions},
  author = {Omid Zandi and Renske M. van der Veen},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2003.00611},
  year   = {2022}
}

备注

30 pages, 5 sections, 7 figures, 4 appendices A kinetic theory for the emittance of electron beams/pulses is presented for the first time