Низкочастотные ионные колебания при разлете ультрахолодной плазмы

封面

如何引用文章

全文:

开放存取 开放存取
受限制的访问 ##reader.subscriptionAccessGranted##
受限制的访问 订阅存取

详细

Представлены результаты расчетов методом молекулярной динамики низкочастотных ионных колебаний в ультрахолодной плазме, наблюдавшихся ранее в эксперименте. Обнаружены осцилляции радиальной скорости ионов и изменение направления их потоков при разлете ультрахолодной плазмы в квадрупольном магнитном поле. Это связано с влиянием магнитного поля на дисбаланс зарядов, которое приводит к одновременному существованию потенциальных ям как для электронов, так и для ионов. Также обнаружены колебания ионной температуры с частотой, близкой к ионной плазменной частоте. Получено удовлетворительное согласие с экспериментом.

全文:

受限制的访问

作者简介

С. Бронин

Объединенный институт высоких температур РАН

Email: bzelener@mail.ru
俄罗斯联邦, г. Москва

Е. Вихров

Объединенный институт высоких температур РАН

Email: bzelener@mail.ru
俄罗斯联邦, г. Москва

Б. Зеленер

Объединенный институт высоких температур РАН

Email: bzelener@mail.ru
俄罗斯联邦, г. Москва

Б. Зеленер

Объединенный институт высоких температур РАН

编辑信件的主要联系方式.
Email: bzelener@mail.ru
俄罗斯联邦, г. Москва

参考

  1. Bergeson S.D., Baalrud S.D., Ellison C.L. et al. Exploring the Crossover between High-energy-density Plasma and Ultracold Neutral Plasma Physics // Phys. Plasmas. 2019. V. 26. P. 10.
  2. Killian T.C., Pattard T., Pohl T., Rost J.M. Ultracold Neutral Plasmas // Phys. Rep. 2007. V. 449. P. 77.
  3. Lyon M., Rolston S. Ultracold Neutral Plasmas // Rep. Prog. Phys. 2016. V. 80. P. 017001.
  4. Zelener B.B., Vilshanskaya E.V., Morozov N.V. et al. Steady-state Ultracold Plasma Created by Continuous Photoionization of Laser Cooled Atoms // Phys. Rev. Lett. 2024. V. 132. P. 115301.
  5. McQuillen P., Strickler T., Langin T. Ion Temperature Evolution in an Ultracold Neutral Plasma // Phys. Plasmas. 2015. V. 22. № 3. P. 033513.
  6. Kulin S., Killian T.C., Bergeson S.D., Rolston S.L. Plasma Oscillations and Expansion of an Ultracold Neutral Plasma // Phys. Rev. Lett. 2000. V. 85. № 2. P. 318.
  7. Fletcher R.S., Zhang X.L., Rolston S.L. Observation of Collective Modes of Ultracold Plasmas // Phys. Rev. Lett. 2006. V. 96. № 10. P. 105003.
  8. Twedt K.A., Rolston S.L. Electronic Detection of Collective Modes of an Ultracold Plasma // Phys. Rev. Lett. 2012. V. 108. № 6. P. 065003.
  9. Bronin S.Y., Vikhrov E.V., Saakyan S.A. et al. Electronic Resonances in Expanding Non-neutral Ultracold Plasma // Phys. Plasmas. 2024. V. 31. P. 033507.
  10. Zhang X.L., Fletcher R.S., Rolston S.L. et al. Ultracold Plasma Expansion in a Magnetic Field // Phys. Rev. Lett. 2008. V. 100. № 23. P. 235002.
  11. Pak C., Billings V., Schlitters M. et al. Preliminary Study of Plasma Modes and Electron-ion Collisions in Partially Magnetized Strongly Coupled Plasmas // Phys. Rev. E. 2024. V. 109. P. 015201.
  12. Gorman G.M., Warrens M.K., Bradshaw S.J., Killian T.C. Magnetic Confinement of an Ultracold Neutral Plasma // Phys. Rev. Lett. 2021. V. 126. № 8. P. 085002.
  13. Bronin S.Y., Vikhrov E.V., Zelener B.B., Zelener B.V. Ultracold Plasma Expansion in Quadrupole Magnetic Field // Phys. Rev. E. 2023. V. 108. № 4. P. 045209.
  14. Schlitters M., Miller M., Farley B. Bergeson S.D. Comment on “Ultracold Plasma Expansion in Quadrupole Magnetic Field” // Phys. Rev. E. 2024. V. 110. P. 027201.

补充文件

附件文件
动作
1. JATS XML
下载
2. Fig. 1. Dependence of ∆N / N0 on r / σ0 for different values of β and t /τexp: 1 – t /τexp = 2.5, 2 – 5.0, 3 – 7.5: solid lines – β = 6.7 (a) and 38 (b); dashed lines – β = 0, σ0 = 0.015 (a) and 0.087 cm (b).

下载 (28KB)
索引源数据
3. Fig. 2. Dependence of ionic potential energy U / Te0 on r / σ0 for different values of β and t /τexp: (a) – β = 6.7, 1 – t /τexp = 0.10, 2 – 0.25, 3 – 0.50, 4 – 1.50; (b) – β = 38, 1 – t /τexp= 0.5, 2 – 1.5, 3 – 2.5, 4 – 5.0.

下载 (22KB)
索引源数据
4. Fig. 3. Dependence of the normalized radial velocity of ions, averaged over angular coordinates = τexp /r on time at r / σ0 = 1.25 and different values of β: 1 – β = 0, 2 – 6.7, 3 – 38.0, 4 – experiment [14].

下载 (13KB)
索引源数据
5. Fig. 4. Dependence of the radial vir = τexpvir / r (solid line) and transverse vi θ = τexpvi θ / r (dashed line) ion velocities on cosθ at β = 38 and r / σ0 = 1.25: (a) – t /τexp = 1, (b) – 5, (c) – 8.

下载 (21KB)
索引源数据
6. Рис. 5. Зависимость средней по объему Ti от времени: 1 – Te0 = 400 К, 2 – 200, 3 – 100, 4 – 50.

下载 (15KB)
索引源数据

版权所有 © Russian Academy of Sciences, 2024