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无碰撞耗散在波传播中的多种表现形式

等离子体物理 2015-06-03 v2

摘要

静电波包在无碰撞且初始为麦克斯韦分布的等离子体中的传播总是耗散的,这是由于波对电子的不可逆加速所致。在线性机制下,波包经历朗道阻尼,因此在以群速度移动的参考系中,波幅随时间指数衰减。在非线性机制下,一旦相位混合发生且电子运动近乎绝热时,阻尼率相较于朗道阻尼显著降低,使得波幅沿特征线保持近乎恒定。然而,我们在此表明电子仍被波包整体加速,在一维情况下,这导致群速度具有非局部的幅值依赖性。结果是,自由传播的波包会收缩,因此其总能量也会减少。在多维情况下,不仅群速度的大小发生非线性变化,其方向亦然。在弱非线性机制下,当无碰撞阻尼率与其线性值相比仍显著时,这会导致有效的散焦效应,我们对此进行了量化,并将其与由波前弯曲引起的自聚焦效应进行了比较。

关键词

引用

@article{arxiv.1111.1391,
  title  = {The various manifestations of collisionless dissipation in wave propagation},
  author = {Didier Benisti and Olivier Morice and Laurent Gremillet},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1111.1391},
  year   = {2015}
}

备注

23 pages, 6 figures