Теория коллективных взаимодействий волн и частиц в пылевой плазме

• Автор: Владимиров, Сергей Владимирович
• Шифр специальности: 01.04.02
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 221 с.

Оглавление
Введение
1 Основные свойства пылевой плазмы
1.1 Феноменология
1.2 Основные свойства пылевой плазмы
1.3 Основные процессы, влияющие на коллективные эффекты в пылевой плазме
2 Влияние зарядки пыли на плазменные волны
2.1 Зарядка пылевых частиц
2.2 Кинетическая теория зарядки пыли
2.2.1 Функция распределения пылевых частиц
2.2.2 Теория возмущений
2.2.3 Диэлектрическая проницаемость
2.3 Распространение и рассеяние волн
2.3.1 Дисперсия и затухание
2.3.2 Рассеяние волн в пылевой плазме

3 Альфеновские волны в пылевой плазме
3.1 Линейная дисперсия и альфеновский резонанс
3.1.1 Модель и исходные уравнения
3.1.2 Дисперсионные соотношения
3.2 Нелинейные альфеновские волны
3.2.1 Исходные уравнения
3.2.2 Линейная дисперсия
3.2.3 Нелинейный вклад
3.2.4 Нелинейные волны
3.3 Альфеновские поверхностные волны
3.3.1 Рассматриваемая модель
3.3.2 Дисперсия поверхностных воли
3.3.3 Поверхностные волны на резкой границе
3.3.4 Затухание поверхностных волн
4 Эффекты в плазменно-пылевых кристаллах
4.1 Формирование осциллирующего потенциала
4.1.1 Потоки ионов к электроду
4.1.2 Потенциал пробной частицы
4.1.3 Конус Маха позади пылевой частицы
4.2 Вибрационные моды в плазменно-пылевом кристалле
4.2.1 Одномерный случай
4.2.2 Вибрационные моды в двумерном случае

4.3 Гамильтонова динамика движения пылевых частиц
4.3.1 Гамильтониан системы
4.3.2 Эффективный потенциал
4.3.3 Колебания в кристаллической решетке
5 Некоторые специальные процессы и частные приложения
5.1 Силы, действующие на плазму токамака
5.1.1 Силы трения при наличии пыли
5.1.2 Альфеновские силы при наличии пыли
5.2 Эффекты в молекулярно-пылевых облаках
5.2.1 Исходные уравнения
5.2.2 Дисперсионные соотношения
5.2.3 Результаты
5.3 Потоки частиц плазмы при наличии градиентов температуры
5.3.1 Исходные уравнения
5.3.2 Потоки ионов и нейтралов
5.4 Модуляционная неустойчивость электромагнитных волн
5.4.1 Постановка задачи
5.4.2 Нелинейное дисперсионное уравнение
5.4.3 Результаты и обсуждение
Заключение и выводы
Литература

же фактору, однако, затухание из-за зарядки максимально для частот порядка частоты зарядки, в то время как затухание из-за столкновений ионов с пылинками одного и того же порядка при любой частоте волны. И, наконец, мы заметим, что поскольку в отсутствие пыли затухание ионного звука в Ті/Те раз меньше ион-ионной частоты двойных столкновений, “пылевое затухание” опять может оказаться доминирующим эффектом.
Рассмотрим столкновения пылинок между собой. Частота столкновений может быть оценена путём использования стандартных формул, с подстановкой параметров пылевых частиц:
Для сравнения с другими процессами, мы выпишем характерную скорость изменения энергии изолированной пылинки при столкновении с другими пылевыми частицами
Новым эффектом является то, что потери энергии частиды (её “охлаждение”) в результате тормозного излучения при её столкновениях с другими пылинками может превосходить потери энергии на столкновения . Это является примером того, как коллективные механизмы могут определять изменение энергии и скорости частиц.
Столкновения с прицельным параметром порядка или больше дебаевского радиуса, когда пылинки практически не меняют свои траектории, сопровождаются тем не менее изменениями в экранирующих облаках, где смещаются в
(1.17)