非中性等离子体温度松弛的分子动力学模拟：针对反物质实验
等离子体物理
2025-11-13 v1
摘要
反物质实验中的粒子冷却至实验可用温度是一项重要任务。一种物种（如反质子）的非中性等离子体可以在另一种较冷的物种（如电子）上进行碰撞冷却。从等离子体物理学角度对这些装置中的温度松弛建模具有挑战，因为粒子被强磁场磁化（磁梯度频率超过等离子体频率）。最近提出了一个理论模型来描述这些条件下的温度演化，预测其中一种温度会更快地沿平行于磁场的方向松弛，而垂直于磁场的方向则较慢。本文使用分子动力学模拟对该模型进行测试。应用两种分析方法：一种基于施加温度差，另一种基于 Green-Kubo 关系。模拟结果支持理论预测。这一工作扩展了之前针对单组分非中性等离子体中温度各向异性松弛的研究，涵盖了捕获反物质实验中相关的两组分系统。
引用
@article{arxiv.2511.08849,
title = {Molecular Dynamics Simulations of Temperature Relaxation in Non-Neutral Plasmas Relevant to Antimatter Experiments},
author = {James C. Welch and Louis Jose and Timothy D. Tharp and Scott D. Baalrud},
journal= {arXiv preprint arXiv:2511.08849},
year = {2025}
}