偶极磁场中无碰撞正电子-电子等离子体的最大熵态

我们正在开发一种基于悬浮超导磁体产生的偶极磁场的正电子-电子等离子体约束装置，以研究具有质量对称及反物质组分的磁化等离子体物理。此类实验室磁层对于理解磁星和黑洞等天体物理环境中的对等离子体至关重要，并代表了一项在反物质约束和相干伽马射线激光器开发方面具有潜在应用的新型技术。该装置的设计需要对可实现的自组织稳态进行预先分析。在本研究中，我们构建了描述偶极磁场约束的无碰撞正电子-电子等离子体最大熵态的理论模型，并通过分析三个绝热不变量对相空间分布函数的影响，证明了在广泛物理参数范围内对两种组分的有效的约束。该理论通过对最大熵态下各组分的空间密度、静电势和环向旋转速度的数值评估得到验证。