Solitoni io-acustici

solitonii io-acustici sunt un tip de solitoni din plasmă , care sunt compresii solitare stabile ale densității ionilor , care se propagă în spațiu fără a-și schimba forma.

Principii generale

Într-o plasmă omogenă este posibilă existența undelor ion-acustice care, la o amplitudine suficient de mare, devin neliniare. Neliniaritatea acestor unde se datorează în primul rând termenului convectiv din ecuațiile hidrodinamicii plasmei . Prezența neliniarității duce la o înclinare a frontului fasciculului de unde ion-acustice, care la un moment dat este compensată prin dispersie, care, dimpotrivă, tinde să extindă pachetul de undă. În solitoni, răspândirea dispersiei în fiecare punct este echilibrată de efecte neliniare.

Solonii io-acustici au fost descoperiți experimental pentru prima dată în 1970 .

Aproximare unidimensională

În cel mai simplu caz al unei plasme puternic neizoterme, în care temperatura electronului este mult mai mare decât temperatura ionului, undele ion-acustice neliniare unidimensionale pot fi descrise prin ecuația Korteweg-de Vries , care are următoarea formă adimensională:

{\frac {\partial n}{\partial t))+6n{\frac {\partial n}{\partial x)}+{\frac {\partial ^{3}n}{\partial x ^{3}}}=0,

unde variabila corespunde perturbarii concentratiei ionilor din plasma. Ecuația Korteweg-de Vries are o familie de soluții sub formă de unde solitare de forma: $n$

n={\frac {2a^{2}}{\cosh ^{2}\left(a(x-4a^{2}t)\right))),

unde este amplitudinea solitonului adimensional, care este un parametru liber. Viteza unui astfel de soliton este . $A$ $v=4a^{2}$

Aproximare bidimensională

În geometria bidimensională, o generalizare a ecuației Korteweg-de Vries este ecuația Kadomtsev-Petviashvili , care are forma:

{\frac {\partial }{\partial x))\left({\frac {\partial n}{\partial t)}+6n{\frac {\partial n}{\partial x)}+ {\frac {\partial ^{3}n}{\partial x^{3}}}\right)=\pm {\frac {\partial ^{2}n}{\partial y^{2}}} .

Undele ionice-sunete corespund semnului minus din partea dreaptă a ecuației. Această ecuație are soluții solitare stabile de forma:

n={\frac {2a^{2}}{\cosh ^{2}\left(a(x+ky)-(4a^{2}+k^{2})t\right)} },

unde parametrul determină orientarea solitonilor ion-acustici în raport cu direcția câmpului magnetic. $k$

Vezi și

solitoni magnetozonici

Literatură

Kroll N., Trivelpiece A. Fundamentele fizicii plasmei (9.4. Solitoni și unde de șoc de tip ion-sunet). - M . : Mir, 1975. - S. 96-100. — 528 p.
Landau L. D. , Lifshits E. M. Cinetică fizică // Fizică teoretică. - M. : Fizmatlit, 2007. - T. 10. - 535 p.
Chen F. Introducere în Fizica Plasmei. — M .: Mir, 1987. — 400 p.
Soliton în plasmă - Enciclopedia de fizică articol
MQ Tran. Solitoni acustici ionici într-o plasmă: o revizuire a proprietăților lor experimentale și teorii înrudite // Physica Scripta . - 1979. - Vol. 20 , nr. 3-4 . — P. 317 .

Cvasiparticule ( Lista de cvasiparticule )
Elementar	Magnon Phonon Roton Plasmon primeson Electron Gaură Orbiton Fluctuație Phazon Holon și spinon Quasimomonopol
Compozit	Dropleton Încearcă polariton Polaron Biroton cuplu de tolari exciton Vanier - Motta Frenkel Pentruciton Soliton FK-soliton Solitoni în plasmă Ion-sunet Magnetoacustic Langmuir Soliton Davydov
Clasificări	Fermionii bozoni Anyons Ipotetic : Plectoni