库仑单组分等离子体中的双流不稳定性与伯恩斯坦-格林斯坦克尔浦模形成

我们利用包含粒子之间长程库仑相互作用的经典分子动力学模拟，研究了强耦合等离子体中的双流不稳定性。通过双流不稳定性演化的出现，识别出伯恩斯坦-格林斯坦克尔浦模（BGK模式）。我们的模拟捕捉到了关键的微观效应，包括粒子间关联性、碰撞动力学以及相干波粒相互作用——这些特征在传统的流体和动力学模型中往往缺失，包括粒子-电场模型和维尔沃夫方法。在线性阶段，不稳定性迅速增长并在几个等离子体周期内饱和。当系统过渡到非线性饱和阶段时，出现单个BGK模式。该模式（或相空间孔）在非线性阶段变得动态不稳定，表现为随时间连续衰减的静电能。能量预算分析显示，在本征热谱中出现一个凸起，表明共振模式被激发，通过数值制图的色散关系进一步得到确认。成对相互作用起关键作用：在长程库仑力作用下，出现显著的不稳定性和BGK模式形成；而在屏蔽库仑相互作用下，这类结构则被抑制。我们观察到在流体 regime 中，只要流动速度超过临界阈值，即可出现单个BGK模式。