关于等离子体和真空中的平面波相对论电动力学
数学物理
2016-07-14 v2 math.MP
等离子体物理
摘要
在不使用常规近似的情况下，我们重新审视了平面波假设下支配相对论冷等离子体的精确微观方程（微分形式及其等价的积分形式）。我们表明，在欧拉描述中，最初静止且被任意横向平面电磁行波激发的极稀薄等离子体的运动，对横向电磁势具有非常简洁且显式的依赖关系；对于非零密度等离子体，只要电荷对电磁场的反作用可以忽略（即对于随等离子体密度减小而缩短的时间间隔），上述运动就是真实运动的良好近似，并可用作迭代求解方案的初始步骤。作为众多可能应用之一，我们利用这些结果描述了极强且短的平面激光脉冲垂直轰击等离子体表面时，其有质动力如何将表面电子加速推入离子背景中。由于这种穿透，电子随后被离子施加的电力拉回，并可能以高能量沿与脉冲传播方向相反的方向离开等离子体 [G. Fiore, R. Fedele, U. De Angelis, "The slingshot effect: a possible new laser-driven high energy acceleration mechanism for electrons", arXiv:1309.1400]。
引用
@article{arxiv.1312.4665,
title = {On plane-wave relativistic electrodynamics in plasmas and in vacuum},
author = {Gaetano Fiore},
journal= {arXiv preprint arXiv:1312.4665},
year = {2016}
}
备注
Final version to appear in J. Phys. A. Reorganization of former sections 2-4 into new section2, references added, various points clarified, typos corrected. LateX2e file, 22 pages, 12 figures