光致电离等离子体通过动力学不稳定性的自组织
等离子体物理
2023-11-29 v1
摘要
无磁碰撞less 等离子体(本文中)的自组织指的是由所谓等离子体动力学效应产生的瞬态相干结构形成,如集体振荡(静电波)或磁场。本专题综述对强场光致电离、非平衡等离子体通过动力学不稳定性的自组织进行了全面分析。作者提出并演示了一种新颖实验平台,能够在约为电子等离子体频率倒数的时间尺度上,形成具有已知高度各向异性和非热电子速度分布函数的稠密等离子体。我们随后表明,此类等离子体极易受到包括双流、电流丝化与 Weibel 在内的动力学不稳定性层级的影响,这些不稳定性将一部分电子动能转化为储存在自组织结构中的电和/或磁能。由此产生的静电波利用集体光(Thomson)散射技术以飞秒分辨率测量,动力学不稳定性在碰撞辅助下最终使等离子体电子热化。此外,我们描述了一种新颖实验技术,得以以皮秒分辨率绘制热 Weibel 不稳定性的波数谱时间演化,这导致在光致电离等离子体中形成具有不同拓扑的准静态相干磁场。最后,本文总结了重要结果并讨论了该主题的未来方向。
引用
@article{arxiv.2311.16275,
title = {Self-organization of photoionized plasmas via kinetic instabilities},
author = {Chaojie Zhang and Chen-Kang Huang and Chan Joshi},
journal= {arXiv preprint arXiv:2311.16275},
year = {2023}
}