相对论色散等离子体中的图案形成与时空混沌

我们数值研究了高频圆偏振电磁（EM）波与低频电子声学（EA）密度扰动之间的非线性相互作用，这些相互作用由EM波的 ponderomotive 力在相对论等离子体中驱动（包括中等、强和超强相对论情况），其中包含两种电子群——相对论色散密集电子（基体等离子体）和稀疏的相对论非色散（经典）电子，以及静止的单电荷正离子。通过图案选择，我们显示许多孤立图案可以通过在不同空间尺度上对EM波进行调制不稳定性而生成和浸润，并且来自紧凑天体的EM波辐射谱可能不会趋于稳定的包络脉冲，而是形成不同的无序状态，包括由于强EA波发射的图案之间的碰撞和融合导致的出现temporal和时空混沌。通过分析 Lyapunov 指数谱、相关函数和互信息（作为定量证据）确认了这些状态的出现。因此，从系统中最初在大尺度激发许多孤立图案的能量向能量从几个新无序图案（具有小波长）重新分配，导致气体等离子体中湍流的发生。