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相对论性热等离子体中沿磁场传播的横波:一种流体力学模型

等离子体物理 2023-08-16 v2

摘要

对于具有相对论温度 Tmec2T\sim m_{e}c^{2}(其中 mem_{e} 为电子质量,cc 为光速)的宏观静止等离子体,本文考虑了沿外磁场传播的电磁波频谱的高频部分。分析基于一种新颖的流体力学模型,该模型由关于物质场的两个四矢量组合而成的四个方程构成。这些物质场是浓度与速度场,以及平均反相对论 γ\gamma 函子及其通量。在非相对论情形下,我们有三种波(假设离子静止)。强热效应导致回旋频率前的系数减小了回旋频率的有效贡献。在 T=0.1mec2T=0.1m_{e}c^{2} 时,快磁声波的存在区域从大频率区域减小,而异常波的存在区域向较小频率方向变大。在强磁场极限 Ωe>ωLe\mid\Omega_{e}\mid > \omega_{Le} 下,出现频率低于热致减小后的回旋频率的附加波,其中 Ωe\mid\Omega_{e}\mid 为电子回旋频率,ωLe\omega_{Le} 为朗缪尔频率。温度的进一步升高导致快磁声波消失,并使异常波的存在区域向较小频率方向显著扩大。

关键词

引用

@article{arxiv.2106.14327,
  title  = {Waves propagating parallel to the magnetic field in relativistically hot plasmas: A hydrodynamic model},
  author = {Pavel A. Andreev},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2106.14327},
  year   = {2023}
}

备注

8 pages, 3 figures