经典 Pauli 粒子的慢流形实现引导中心动力学的保结构几何算法
等离子体物理
2021-05-19 v1 计算物理
摘要
自引导中心的变分辛积分器被提出以来[1,2]，保结构几何算法已成为等离子体物理中的活跃研究领域。我们发现，经典 Pauli 粒子的慢流形实现了一类具有长期稳定性和精度的引导中心动力学保结构几何算法。这一发现克服了变分辛积分器应用于退化的引导中心拉格朗日量时伴随的不稳定寄生模态困难。令人惊喜的是，早于狄拉克方程并标志着粒子物理开端的 Pauli 电子哈密顿量，在经典物理中作为求解重要等离子体物理问题的有效算法重新出现。该技术适用于其他由正则拉格朗日量约化得到的退化拉格朗日量。
引用
@article{arxiv.2006.03818,
title = {Slow manifolds of classical Pauli particle enable structure-preserving geometric algorithms for guiding center dynamics},
author = {Jianyuan Xiao and Hong Qin},
journal= {arXiv preprint arXiv:2006.03818},
year = {2021}
}