Выпуски

 / 

2010

 / 

Январь

  

Обзоры актуальных проблем


Нелинейные аспекты квантовой физики плазмы

 а, б, в, г, д,  д
а Institut für Theoretische Physik IV, Fakultät für Physik und Astronomie, Ruhr-Universität Bochum, Bochum, Germany
б Scottish Universities Physics Alliance (SUPA), Department of Physics, University of Strathclyde, Glasgow, United Kingdom
в Instituto de Plasmas e Fusao Nuclear, Instituto Superior Técnico, Universidade Técnica de Lisboa, Lisboa, Portugal
г Department of Physics, Umeå University, Umeå, Sweden
д The Abdus Salam International Centre for Theoretical Physics, Trieste, Italy

Плотная квантовая плазма повсеместно встречается во внутренних областях планет, в компактных астрофизических объектах (например, внутри белых карликов, в магнитарах и т.д.), в полупроводниках и микромеханических системах, а также в экспериментах следующего поколения по взаимодействию мощных лазеров с плотной плазмой мишеней и в квантовых рентгеновских лазерах на свободных электронах. В отличие от классической плазмы, в квантовой могут возникать крайне высокие концентрации и низкие температуры частиц. Такая квантовая плазма состоит из вырожденных электронов, позитронов и дырок. Масса позитрона (дырки) равна (немного отличается) массе электрона, а их заряды противоположны. Вырожденные заряженные частицы (электроны, позитроны, дырки) подчиняются статистике Ферми-Дирака. В квантовой плазме появляются новые силы, связанные 1) с квантовым статистическим давлением электронов и позитронов, 2) с туннелированием электронов и позитронов через потенциал Бома и 3) с моментами спина электронов и позитронов. Учёт этих квантовых сил приводит к появлению сверхвысокочастотных дисперсионных электростатических и электромагнитных волн (например, в областях жёсткого рентгеновского и гамма-излучения) с чрезвычайно короткими длинами волн. В настоящем обзоре представлены теоретические основы важных нелинейных аспектов взаимодействий типа волна-волна и волна-частица в плотной квантовой плазме. В частности, значительное внимание уделено нелинейным электростатическим электронным и ионным плазменным волнам, новым аспектам трёхмерной турбулентности квантовой электронной жидкости, в том числе нелинейно связанным интенсивным электромагнитным волнам и локализованным плазменным волновым структурам. Также обсуждаются кинетические структуры в фазовом пространстве и возможные механизмы генерации квазистационарных магнитных полей в плотной квантовой плазме. Обсуждается влияние внешнего магнитного поля и момента спина электрона на динамику электромагнитной волны. В заключении отмечены направления развития нелинейной квантовой физики плазмы.

Текст: pdf
Войдите или зарегистрируйтесь чтобы получить доступ к полным текстам статей.
English fulltext is available at IOP
PACS: 05.30.Fk, 52.35.Mw, 52.35.Ra, 52.35.Sb (все)
DOI: 10.3367/UFNr.0180.201001b.0055
URL: https://ufn.ru/ru/articles/2010/1/b/
Цитата: Шукла П К, Элиассон Б "Нелинейные аспекты квантовой физики плазмы" УФН 180 55–82 (2010)
BibTexBibNote ® (generic) BibNote ® (RIS)MedlineRefWorks
Русский English
TY JOUR
TI Нелинейные аспекты квантовой физики плазмы
AU Шукла, П. К.
AU Элиассон, Б.
PB Успехи физических наук
PY 2010
JO Успехи физических наук
JF Успехи физических наук
JA Усп. физ. наук
VL 180
IS 1
SP 55-82
UR https://ufn.ru/ru/articles/2010/1/b/
ER https://doi.org/10.3367/UFNr.0180.201001b.0055

English citation: Shukla P K, Eliasson B “Nonlinear aspects of quantum plasma physicsPhys. Usp. 53 51–76 (2010); DOI: 10.3367/UFNe.0180.201001b.0055

© Успехи физических наук, 1918–2021
Электронная почта: ufn@ufn.ru Телефоны и адреса редакции О журнале Пользовательское соглашение