短激光脉冲对等离子体的流体力学影响

我们确定了在任意强短激光脉冲作用于静止冷等离子体时，可简化其描述的条件。若初始等离子体密度与脉冲剖面均具有平面对称性，则对初始密度的最大与相对变化、以及脉冲强度与持续时间给出适当的匹配上界，可确保电子流体在与脉冲的整个相互作用过程中严格呈流体力学演化（无波破或真空加热），同时离子可视为不动。我们采用最近建立的完全相对论平面模型，该模型将（洛伦兹-麦克斯韦与连续性）偏微分方程组化为一类高度非线性但解耦的单自由度非自治哈密顿方程系统，以类光坐标 $\xi=ct\!-\!z$ 取代时间 $t$ 作为自变量，并利用李雅普诺夫函数给出关于输入数据（初始密度与脉冲剖面）的解的新先验估计。若激光光斑半径 $R$ 有限但不太小，则对于柱对称轴线 $\vec{z}$ 附近的等离子体部分，同样结论成立。这些结果有助于极大简化电子极端加速机制的研究。