费米 - 狄拉克统计下的温度平衡速率
等离子体物理
2009-11-13 v3
摘要
我们利用对费米 - 狄拉克电子的精确处理,计算了完全电离、弱至中等耦合等离子体中的电子 - 离子温度平衡速率。温度足够高,使得散射的量子力学玻恩近似成立。该计算的核心在于维数延拓法,这是一种我们从量子场论中借用并以新颖方式用于以一致方式调节动力学方程的技术。随后,我们可以进行系统的微扰展开,从而获得主导阶和次主导阶的有限第一性原理结果。与模型构建不同,这种系统计算能给出其自身误差的估计,从而划定其适用范围。对于弱至中等耦合等离子体,计算误差很小,我们的结果近乎精确。必须强调的是,我们的计算在强耦合等离子体中变得不可靠,因为所采用的微扰展开在此失效,此时必须利用模型构建和计算机模拟。除了提供新的且可能有用的结果外,我们还借此机会以教学方式解释维数延拓法。有趣的是,在许多惯性约束聚变实验相关的区域,简并修正的大小与玻恩近似以下的次主导量子修正相当。为了保持一致性,我们除了给出简并修正外,还给出了这一从量子到经典的次主导过渡修正。
引用
@article{arxiv.0707.2370,
title = {Temperature Equilibration Rate with Fermi-Dirac Statistics},
author = {Lowell S. Brown and Robert L. Singleton},
journal= {arXiv preprint arXiv:0707.2370},
year = {2009}
}
评论
27 pages, double column format, 4 figures, several typos fixed