磁化等离子体中的约化微扰法及负离子的角色
等离子体物理
2023-12-01 v1
摘要
本文给出约化微扰法（RPM）的分析，以说明为何在该技术下无法于磁化电子离子等离子体中获得非线性离子声波（IAWs）的孤立结构。在RPM中，非线性Korteweg-de Vries（KdV）方程通过使用以波相速度参考系中的拉伸坐标导出，将色散视为更高阶效应，其与非线性平衡以产生孤立结构。非线性孤立波的最大振幅|Φ_m|结果大于1，这与小振幅近似相矛盾。在负离子存在时，最大振幅满足条件|Φ_m|<1。为阐明这些点，将结果应用于由氙正离子(Xe⁺)与芴负离子(F⁻)及电子组成的实验等离子体。孤立结构的振幅与宽度依赖于电子与正离子密度之比（n_{e0}/n_{i0}）。由于非线性系数结果为负，在磁化Xe⁺-F⁻-e等离子体中形成稀疏（凹陷）孤子。
引用
@article{arxiv.2311.18637,
title = {Reductive Perturbation Method in Magnetized Plasma and Role of Negative Ions},
author = {H. Saleem and Shaukat Ali Shan and S. Poedts},
journal= {arXiv preprint arXiv:2311.18637},
year = {2023}
}