Solitoni Langmuir

solitonii Langmuir ( cavitani ) sunt un tip de solitoni din plasmă , care sunt regiuni solitare stabile de localizare a undelor Langmuir care se propagă în spațiu fără a-și schimba forma.

solitonii Langmuir joacă un rol esențial în teoria turbulenței plasmatice Langmuir .

Principii generale

Dacă amplitudinea undelor Langmuir este suficient de mare, forța ponderomotoare care acționează din partea lor asupra plasmei înconjurătoare începe să modifice vizibil profilul densității electronilor , deplasând electronii din regiunea de localizare a fasciculului de unde. În acest caz, se observă efectul opus: fasciculul de undă apare într-o regiune cu o densitate electronică scăzută, ceea ce îi încetinește răspândirea, care este asociată cu dispersia undelor Langmuir în plasmă. Dacă, în fiecare punct al fasciculului de undă, efectul de dispersie este compensat de un efect ponderomotiv neliniar, o astfel de configurație de câmp și plasmă, numită soliton sau caviton Langmuir , se va propaga fără a-și schimba forma.

solitonii Langmuir au fost observați experimental pentru prima dată în 1974-1975.

Descriere matematică

În cazul undelor Langmuir unidimensionale într-o plasmă izotropă omogenă, evoluția anvelopei complexe a fasciculului de undă este descrisă de așa-numita ecuație Schrödinger neliniară : $u(x, t)$

i{\frac {\partial u}{\partial t)}+{\frac {\partial ^{2}u}{\partial x^{2)}}+2|u|^{2} u=0

Această ecuație are o familie de soluții stabile și staționare localizate de forma:

u(x,t)={\frac {2i\eta }{\cosh \left[2\eta (x-vt)\right]}}\exp \left\{{\frac {ivx}{ 2}}+i\left(4\eta ^{2}-{\frac {v^{2}}{4}}\right)t\right\}

unde , sunt parametri arbitrari care specifică amplitudinea și, respectiv, viteza solitonului. $\eta$ $v$

În geometriile bidimensionale și tridimensionale, solitonii Langmuir se dovedesc a fi instabili și se prăbușesc. Acest proces duce la accelerarea electronilor plasmei și, în consecință, la turbulența dinamicii plasmei.

Vezi și

Literatură

Soliton în plasmă - Enciclopedia de fizică articol

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