小库仑对数下的离子摩擦

高能密度等离子体的输运性质受离子碰撞率影响。传统上，该碰撞率涉及库仑对数 $\ln\Lambda$。在输运性质由长程力引起的弱散射事件主导的动理学理论中，$\ln\Lambda$ 的典型值约为 $10~\mbox{to}~20$。当 $\ln\Lambda$ 为 1 的量级时，这些理论对强耦合等离子体的有效性失效。我们给出 $\ln\Lambda$ 较小时强耦合等离子体中碰撞数据的测量与模拟。实验在首个双物种超冷中性等离子体（UNP）中使用 Ca$^+$ 与 Yb$^+$ 离子进行。我们发现等离子体主体中不同离子物种间存在强碰撞耦合。我们使用包含由屏蔽库仑势或平均力势导出的库仑对数的双物种流体代码模拟等离子体。我们发现实验测量与模拟之间总体吻合良好。经若干改进后，混合 Ca$^+$ 与 Yb$^+$ 的双物种 UNP 将成为一个有前景的平台，用于通过测量能量弛豫、阻止本领、双流不稳定性以及雕琢分布函数在初始温度、密度与电荷态均精确已知的理想环境中的演化，来检验动理学理论中 $\ln\Lambda$ 与碰撞截面的理论表达式。