稀薄等离子体中强电磁波的传播

我们研究了在稀薄等离子体中电磁波的传播，其中波频率 $\omega_0$ 远大于等离子体频率 $\omega_{\rm P}$。我们指出，在对偶等离子体中，当 $a_0 \ll \omega_0/\omega_{\rm P}$ 时，非线性效应较弱，其中 $a_0$ 为波强度参数。在电子-质子等离子体中，必须满足更严格的条件，即 $a_0\ll 1/\omega_{\rm P}\tau_0$ 或 $a_0\ll 1$，其中 $\tau_0$ 为辐射脉冲持续时间。我们推导了脉冲在弱非线性 regime 下演化的方程。我们的结果对快速射电脉冲 (fast radio bursts) 的建模具有重要意义。我们认为：(i) 持续时间为毫秒的脉冲必须在无质子环境中产生，其中非线性效应较弱；(ii) 经过电子-质子等离子体传播后，脉冲轮廓会在亚毫秒尺度上引入变异性。