低压实验室等离子体中孤立电子洞的瞬态演化
等离子体物理
2015-03-03 v1
摘要
孤立电子洞（SEHs）是无碰撞等离子体中的局域静电正电势结构。它们是电子相空间中的涡状结构。其存在导致了共振区中电子分布的畸变。Schamel等人[Phys. Scr. 20, 336 (1979) and Phys. Plasmas 19, 020501 (2012)]首次从理论上解释了这些结构。当向浸入低压等离子体中的金属电极施加快速上升的高正电压脉冲时，传播孤立电子洞也可在实验室等离子体中形成[Kar et. al., Phys. Plasmas 17, 102113 (2010)]。这些结构的时间演化可通过测量瞬态电子分布函数（EDF）来研究。本工作中，在近乎均匀、无磁化、无碰撞等离子体中形成孤立电子洞后，测量了瞬态EDF，对于施加的脉冲宽度 和，其中 和 分别为施加的脉冲宽度和离子等离子体频率的倒数。对于两种类型的脉冲宽度，均观察到瞬态EDF的双峰状轮廓，表明孤立电子洞在系统中的存在时间长于施加脉冲的持续时间。束流（或自由）电子与俘获（或本体）电子一起给出了等离子体中SEHs的解。没有自由或束流电子，就不存在SEHs。瞬态EDF测量揭示了等离子体中SEHs的存在与演化。测量表明，这些结构在低压范围内在系统中存活时间更长。在高压情况下，仅观察到单峰状瞬态EDF，即仅有俘获或本体电子。在这种情况下，施加脉冲结束后的等离子体演化期间，等离子体中不存在SEH。
引用
@article{arxiv.1503.00386,
title = {Transient evolution of solitary electron holes in low pressure laboratory plasma},
author = {Mangilal Choudhary and Satyananda Kar and Subroto Mukherjee},
journal= {arXiv preprint arXiv:1503.00386},
year = {2015}
}
备注
16 pages, 11 figures