基于二维PIC仿真的束流-等离子体系统中集体 Thomson 散射
等离子体物理
2025-12-12 v1 高能天体物理现象
空间物理
摘要
使用2D PIC仿真复现了束流-等离子体系统中的集体 Thomson 散射（CTS），并考察了散射波谱的特征。通过对散射波谱在波数空间中的几何形状进行刻画，其中束流分量的速度矢量和入射波矢、散射波矢均为任意，证明了二维波数空间中的波谱呈现非对称性。所得散射波沿特定方向传播的谱图随波长变化呈现形式，表明当Buneman（电子）或离子声学不稳定发生时，电子（离子）特征被放大并呈现非对称或变形。进行一次针对弱、线性稳定束流-等离子体系统（带热束）的额外仿真，确认获得的散射波谱显示非对称特征。上述结果可用于解释离子层面大气等离子体的雷达观测以及实验室等离子体中的CTS测量。
引用
@article{arxiv.2512.09949,
title = {Two-dimensional PIC simulation of collective Thomson scattering in a beam-plasma system},
author = {Yuma Sato and Shuichi Matsukiyo},
journal= {arXiv preprint arXiv:2512.09949},
year = {2025}
}
备注
To be published in Physics of Plasmas