超冷中性等离子体中的波陡化与激波形成

我们报告了在超冷中性等离子体膨胀过程中波陡化的观测结果以及激波形成的迹象，该等离子体的初始密度分布呈中心峰值并随距离指数衰减。等离子体加速度和速度在远离等离子体中心处减小，导致中心离子超越外部区域的离子，并形成一个与等离子体尺寸相比较窄的陡化前沿。密度和速度在该前沿处发生剧烈变化，并且在梯度最陡的区域观测到离子的显著加热。根据对电子温度的合理估计，前沿两侧离子的相对速度略微超过当地声速（马赫数 $M \gtrsim 1$）。这表明，通过塑造陡峭的密度梯度，有可能创造激波形成或非常接近激波形成的条件，从而为超冷中性等离子体研究开辟一条新途径。