Solitoni magnetozonici

solitonii magnetozonici 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 plasată într-un câmp magnetic extern este posibilă existența undelor magnetozonice , care devin neliniare la o amplitudine suficient de mare. Neliniaritatea acestor unde se datorează în primul rând termenului convectiv din ecuațiile hidrodinamicii plasmei . Prezența neliniarității duce la înclinarea frontului fasciculului de unde magnetozonice, 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.

Aproximare unidimensională

În cel mai simplu caz al unei plasme puternic neizoterme, în care temperatura electronului este mult mai mare decât temperatura ionului, undele magnetozonice 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 n corespunde perturbării concentraţiei ionilor din plasmă. Ecuația Korteweg-de Vries are o familie de soluții sub formă de unde solitare de forma:

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

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

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 magnetoacustice corespund semnului plus din partea dreaptă a ecuației. În acest caz, se dovedește că solitonii cvasi-unidimensionali sunt instabili, dar există o clasă specială de soluții stabile - așa-numitele lămpi ( în engleză lump ) - solitoni localizați bidimensionali. Spre deosebire de solitonii unidimensionali și solitonii bidimensionali ioni-acustici , lămpile se sting la infinit nu exponențial, ci conform unei legi de putere:

n(x,y)\sim \left(x^{2}+y^{2}\right)^{-1)

Vezi și

Literatură

Soliton în plasmă - Enciclopedia de fizică articol
L. A. Artsimovici și R. Z. Sagdeev Fizica plasmatice pentru fizicieni . - M .: Atomizdat , 1979. - S. 293 -296. — 316 p.

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