具有强初始热压变化的质子-电子等离子体中无碰撞平面静电激波的模拟
等离子体物理
2009-11-30 v1
摘要
激光脉冲烧蚀固体靶时能量的局部沉积会在等离子体中引入高热压梯度。这种激光加热等离子体向周围介质（电离残余气体）的热膨胀会触发无碰撞等离子体中非线性结构的形成。本文使用粒子网格（PIC）模拟对一个电子-质子等离子体进行建模，以再现这种等离子体膨胀的某些方面。在等离子体的热压中引入一个跃变，跨越该跃变，原本空间均匀的温度和密度变化了100倍。来自热等离子体的电子膨胀进入冷等离子体，电荷不平衡将一束冷电子拖入热等离子体。这种双电层降低了电子温度梯度。与等离子体向真空膨胀相比，低压等离子体的存在改变了质子动力学。热压跃变发展成一个主激波。快速质子以束流形式从热等离子体进入冷等离子体，导致电子和质子分布中出现相空间空洞。质子相空间空洞发展成一个使束流热化的次级激波。
引用
@article{arxiv.0911.5092,
title = {Simulation of a collision-less planar electrostatic shock in a proton-electron plasma with a strong initial thermal pressure change},
author = {M E Dieckmann and G Sarri and L Romagnani and I Kourakis and M Borghesi},
journal= {arXiv preprint arXiv:0911.5092},
year = {2009}
}
备注
17 pages, 9 Figures, accepted for publication in plasma physics and controlled fusion