过密等离子体中相对论性孤波相互作用的建模：一个受扰非线性薛定谔方程框架

我们研究了相对论性冷流体等离子体模型在略过临界等离子体密度下、小但有限振幅极限中的局域解动力学。采用多重尺度分析，我们推导出一个受扰非线性薛定谔方程，描述圆偏振电磁场包络的演化。保留到小扰动参数的五阶项，我们建立了一个自洽框架来描述局域电磁场存在下的等离子体响应。该形式应用于驻立电磁孤波相互作用，并通过全冷流体模型的模拟验证了结果。在最低阶，恢复了具有聚焦非线性的三次非线性薛定谔方程。经典准粒子理论用于获得孤波之间碰撞时间和最小接近距离的解析估计。对于较大的孤波振幅，包含五阶项对于定性正确地描述孤波相互作用至关重要。散焦五次非线性导致非弹性孤波碰撞，而孤波束缚态在初始相位或振幅扰动下呈现不稳定。