磁离子子中自旋偏极电子等离子体的超快动力学

我们构建了一个均值场模型，描述自旋偏极电子气与具有随时间演化磁矩的固定正电离子之间的非线性动力学。可移动电子由二维相空间中的四分量分布函数建模，遵循 Vlasov-Poisson 方程组。离子由 Landau-Lifshitz 方程建模，其中的离子-离子和电子-离子磁交换项随时间演化。我们对耦合的 Vlasov-Poisson-Landau-Lifshitz (VPLL) 方程进行线性响应研究，以 Maxwell-Boltzmann 平衡为例，特别关注自旋色散关系。确定了自旋模式的稳定性或不稳定性条件，这些条件本质上取决于电子自旋偏极率 $\eta$ 和电子-离子磁耦合常数 $K$。我们还开发了一个基于几何哈密顿方法的Eulerian网格计算代码，用于求解完整的非线性 VPLL 方程。该技术使我们能够保持保守量（如离子自旋矢量的模和总能量）的高度精度。数值测试表明，线性 regime 中的结果与线性响应理论的估计一致。对于两束流平衡， 我们研究了电荷和自旋两个领域中发生的相互作用不稳定性。所使用的参数包括密度接近固体密度（$\approx 10^{29} \rm m^{-3}$）和温度为 10 eV 量级，这些参数可能与某些惯性聚变实验中出现的温暖稠密物质范$$he relevant。