自旋量子磁等离子体中哨声波产生的尾波场

本文报道了由哨声波引起的经典有质动力与自旋诱导有质动力（分别为CPF和SPF）在磁化自旋量子等离子体中激发静电尾波场的情况。结果表明，哨声波和尾波场的非线性动力学由耦合的非线性Schr"{o}dinger（NLS）方程和受迫Boussinesq-like方程组所支配。研究发现，与Bohm势相关的量子力引入了两个特征长度尺度，这导致了在强磁化稠密等离子体（典型磁场强度$B_{0}\gtrsim10^{9}$ T，粒子数密度$n_{0}\gtrsim10^{36}$ m$^{-3}$）中激发出多重尾波场，在此区域SPF强烈主导CPF。在其他区域，即$B_{0}\lesssim10^{8}$ T和$n_{0}\lesssim10^{35}$ m$^{-3}$，SPF与CPF相当，此时也可以在一个特征长度尺度下自洽地激发等离子体尾波场。数值结果表明，尾波场振幅因量子隧穿效应而增强，但被外部磁场减弱。在适当条件下，尾波场可以在多个等离子体波长上保持高相干性，从而将电子加速到极高能量。这些结果可能有助于在磁化稠密等离子体中以短尺度（即纳米和微米尺度）进行粒子加速，在这些等离子体中驱动源是哨声波而不是激光或粒子束。