Диссертация (1104876), страница 9

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 9)

Áûëî ïîëó÷åíî òî÷íîå ðåøåíèå óðàâíåíèé ìàãíèòíîé ãèäðîäèíàìèêè â âèäå ñòàöèîíàðíîé íåëèíåéíîéâîëíû.  ñòàòüå [117] áûë âû÷èñëåí ñïåêòð ïëàçìåííûõ, ýëåêòðîìàãíèòíûõè ñïèíîâûõ âîëí â äâóõêîìïîíåíòíîé ñèñòåìå ÷àñòèö ñ ñîáñòâåííûìè ìàãíèòíûìè ìîìåíòàìè. ðàáîòå [118], ñ ïîìîùüþ êâàíòîâî-ìåõàíè÷åñêîãî îïðåäåëåíèÿ ïëîòíîñòè âåðîÿòíîñòè, êîíöåíòðàöèè, ïëîòíîñòè òîêà è ýíåðãèè, áûëà ïîñòàâëåíà è ðåøåíà çàäà÷à î íàõîæäåíèè ôóíêöèè ðàñïðåäåëåíèÿ, ïðèâîäÿùåé, âðåçóëüòàòå âû÷èñëåíèÿ ñòàòèñòè÷åñêèõ ñðåäíèõ, ê òåì æå ëîêàëüíûì âåëè÷èíàì, êîòîðûå ñëåäóþò èç êâàíòîâîé ìåõàíèêè.

Ïîëó÷åííàÿ ôóíêöèÿ ðàñïðåäåëåíèÿ ñîâïàäàåò ñ ôóíêöèåé Âèãíåðà [120] - [125] äëÿ ïðîñòðàíñòâåííîîäíîðîäíûõ ñèñòåì. Ïîìèìî ýòîãî, â ðàáîòå ïîëó÷åíà öåïî÷êà óðàâíåíèéÁîãîëþáîâà, à òàêæå óðàâíåíèå Ëèóâèëëÿ äëÿ êâàíòîâîé ôóíêöèè ðàñïðåäåëåíèÿ ïðè ïðîèçâîëüíîì ÷èñëå ÷àñòèö ñèñòåìû, è êâàíòîâîå êèíåòè÷åñêîåóðàâíåíèå ñ ñàìîñîãëàñîâàííûì ýëåêòðîìàãíèòíûì ïîëåì. ïîñëåäíèè ãîäû, áëàãîäàðÿ ðàçâèòèþ ýêñïåðèìåíòàëüíûõ òåõíîëîãèé, çíà÷èòåëüíûé ðîñò ïðåòåðïåâàåò èíòåðåñ ê èçó÷åíèþ ñâîéñòâ êâàíòîâîé ïëàçìû [126] - [140].  ðàáîòå [127], íà îñíîâå îäíî÷àñòè÷íîãî óðàâíåíèÿ Øðåäèíãåðà, ïîëó÷åíû óðàâíåíèÿ êâàíòîâîé êèíåòèêè äëÿ ôóíêöèèðàñïðåäåëåíèÿ, èñõîäÿ èç îïðåäåëåíèÿ Âèãíåðà. Ïîêàçàíî, ÷òî â ïðåäåëå~ → 0, ïîëó÷åííûå óðàâíåíèÿ ïåðåõîäÿò â óðàâíåíèÿ Âëàñîâà. ñòàòüå [134] áûëà èññëåäîâàíà äèíàìèêà è âîçíèêíîâåíèå ò¼ìíûõñîëèòîíîâ è âèõðåé â êâàíòîâîé ýëåêòðîííîé ïëàçìå. Êâàíòîâàÿ äèíàìèêà óëüòðàõîëîäíîé êâàíòîâîé ïëàçìû ìîäåëèðîâàëàñü ñèñòåìîé óðàâíåíèéÏóàññîíà è íåëèíåéíîãî Øðåäèíãåðà.

Ìàãíèòîãèäðîäèíàìè÷åñêèé ïðåäåëäëÿ èññëåäîâàíèÿ êîëëåêòèâíûõ ìàêðîñêîïè÷åñêèõ ýôôåêòîâ â ñèëüíî íàìàãíè÷åííîé ýëåêòðîí-ïîçèòðîííîé ïëàçìå, ñ ó÷¼òîì ñïèíîâûõ ñâîéñòâ ýëåêòðîíîâ è ïîçèòðîíîâ, áûë èñïîëüçîâàí â ðàáîòå [136]. Àâòîðàìè òàêæå áûëî62ðàññ÷èòàíî âëèÿíèå ñïèíîâ ÷àñòèö íà ýâîëþöèþ îäíîìåðíûõ àëüâåíîâñêèõâîëí, ïîä÷èíÿþùèõñÿ ìîäèôèöèðîâàííîìó óðàâíåíèþ Êîðòåâåãà-äå Ôðèçà. ðàáîòàõ [138] è [141], ñ ïîìîùüþ îäíî÷àñòè÷íîãî óðàâíåíèÿ Øðåäèíãåðà,ïîëó÷åíà ñèñòåìà óðàâíåíèé êâàíòîâîé ãèäðîäèíàìèêè ÷àñòèö ñî ñïèíàìè âî âíåøíèõ ýëåêòðîìàãíèòíûõ ïîëÿõ.

Ðàññìîòðåí, ó÷èòûâàÿ íàëè÷èåó ÷àñòèö ñîáñòâåííûõ ìàãíèòíûõ ìîìåíòîâ, ìàãíèòî-ãèäðîäèíàìè÷åñêèéïðåäåë ýëåêòðîí-èîííîé ïëàçìû. Àâòîðàìè òàêæå áûëî ïîêàçàíî, ÷òî íàëè÷èå ñïèíà ýëåêòðîíà ìîæåò ïðèâîäèòü ê ïîÿâëåíèþ íîâûõ íåëèíåéíûõñòðóêòóð â ýëåêòðîí-ïîçèòðîííîé ïëàçìå. Ó÷¼ò ñïèíà ïðè ðàñïðîñòðàíåíèè îäíîìåðíûõ àëüâåíîâñêèõ âîëí, ïðèâîäèò ê ìîäèôèöèðîâàííîìó óðàâíåíèþ Êîðòåâåãà-äå Ôðèçà, îòêðûâàÿ âîçìîæíîñòü ãåíåðàöèè íåëèíåéíûõñîëèòîíîâ, îòñóòñòâóþùèõ â êëàññè÷åñêîì ïðåäåëå.  ïðîöåññå èññëåäîâàíèÿ ôåððîìàãíèòíîãî ïîâåäåíèÿ ïëàçìû, áûëî îáíàðóæåíî, ÷òî âêëþ÷åíèå âëèÿíèÿ ñïèíà â òåîðèþ, ïðè ðàññìîòðåíèè ýëåêòðîìàãíèòíûõ âîëí âïëàçìå, ïðèâîäèò ê âîçíèêíîâåíèþ ìàãíèòíîé íåóñòîé÷èâîñòè, èñòî÷íèêîìêîòîðîé ÿâëÿåòñÿ ìàãíèòíîå äàâëåíèå.

 ðàáîòå [139], ñ ïîìîùüþ ìàãíèòîãèäðîäèíàìè÷åñêîé ìîäåëè, ðàññìîòðåíî ôåððîìàãíèòíîå ïîâåäåíèå íèçêîòåìïåðàòóðíîé ïëàçìû, ñ âêëþ÷åíèåì ñïèíîâûõ ýôôåêòîâ, êâàíòîâîé äèñïåðñèè ÷àñòèö è ýôôåêòîâ âûðîæäåíèÿ.Èñïîëüçóÿ óðàâíåíèÿ êâàíòîâîé ãèäðîäèíàìèêè, âêëþ÷àþùèå êâàíòîâûé ïîòåíöèàë Áîìà è ó÷èòûâàþùèå íàëè÷èå ó ÷àñòèö ñîáñòâåííûõ ìàãíèòíûõ ìîìåíòîâ, â ðàáîòå [142] áûë ïðåäñêàçàí âêëàä ñïèíîâîé äèíàìèêè âìàãíèòî-çâóêîâûå ñîëèòîííûå âîëíû, ðàñïðîñòðàíÿþùèåñÿ â êâàíòîâîé çàìàãíè÷åííîé ïëàçìå. Óëüòðà-õîëîäíûå ëàáîðàòîðíûå ñèñòåìû, â êà÷åñòâåêîòîðûõ ìîæåò áûòü âçÿòà óëüòðà-õîëîäíàÿ Ðèäáåðîâñêàÿ ïëàçìà [143], ïîìåùåííàÿ â ñëàáîå ìàãíèòíîå ïîëå, äîëæíû óñèëèâàòü ñïèíîâûå ýôôåêòû,ïðèâîäÿùèå ê ôîðìèðîâàíèþ ñïèíîâûõ ñîëèòîíîâ.  ðàáîòå [144], íà îñíîâåìàãíèòíîé ãèäðîäèíàìèêè, âêëþ÷àþùåé òîêè Õîëëà, àâòîðàìè áûëà ðàññìîòðåíà ïûëåâàÿ ïëàçìà, â êîòîðîé ÷àñòèöû ïûëè íàäåëåíû ñîáñòâåííûìè63äèïîëüíûìè ìàãíèòíûìè ìîìåíòàìè è ìàññîé ïîðÿäêà ∼ 10−14 ã.

Áûëî ïîêàçàíî, ÷òî êèíåòè÷åñêèå àëüâåíîâñêèå âîëíû, â òàêîé ïëàçìå, ïðîÿâëÿþòíåóñòîé÷èâîñòü ïðè íèçêèõ òåìïåðàòóðàõ è âûñîêîé ïëîòíîñòè ïëàçìû. Ïûëåâàÿ ïëàçìà ñîäåðæèò íîâûå ôèçè÷åñêèå ÿâëåíèÿ, òàêèå êàê àêóñòè÷åñêèåïûëåâûå âîëíû, ïûëåâûå èîííî-àêóñòè÷åñêèå âîëíû è âîçìîæíîñòü ñîçäàíèÿ ïëàçìåííûõ ïûëåâûõ êðèñòàëëîâ [145].Ëàáîðàòîðíûå èññëåäîâàíèÿ ñïèíîâîé äèíàìèêè ÷àñòèö ïëàçìû ñ êâàíòîâûì ñïèíîì â ñèëüíûõ ïîëÿõ, ñîçäàííûìè ñ ïîìîùüþ èíòåíñèâíûõ ëàçåðîâ, ïðèâëåêàåò áîëüøîé èíòåðåñ â èçó÷åíèè êâàíòîâûõ ôèçè÷åñêèõ ÿâëåíèé [146], [147].

Âëèÿíèå ñïèíà ýëåêòðîíîâ è ñàìîñîãëàñîâàííîãî ñïèíñïèíîâîãî âçàèìîäåéñòâèÿ íà ýâîëþöèþ ñîáñòâåííûõ âîëí, ðàñïðîñòðàíÿþùèõñÿ âäîëü íàïðàâëåíèÿ âíåøíåãî ïîëÿ, â âûðîæäåííîì ýëåêòðîííîìãàçå âî âíåøíåì ìàãíèòíîì ïîëå, áûëî èññëåäîâàíî â ðàáîòå [148]. Âîëíû,ðàñïðîñòðàíÿþùèåñÿ ïåðïåíäèêóëÿðíî âíåøíåìó ìàãíèòíîìó ïîëþ áûëèðàññìîòðåíû â ñòàòüå [149].Öèðêóëÿðíî-ïîëÿðèçîâàííûå ýëåêòðîìàãíèòíûå âîëíû, ðàñïðîñòðàíÿþùèåñÿ ïàðàëëåëüíî âíåøíåìó ìàãíèòíîìó ïîëþ, èëè âèñòëåðû, îòêðûòûå áîëüøå ÷åì ñòîëåòèå íàçàä [150], èññëåäóþòñÿ íà ïðîòÿæåíèè ìíîãèõëåò [151] - [154], íî çíà÷èòåëüíûé óñïåõ â èçó÷åíèè âëèÿíèÿ ñïèíîâûõ ýôôåêòîâ íà ñâîéñòâà òàêèõ âîëí áûë äîñòèãíóò òîëüêî â ïîñëåäíèå ãîäû.

Âèñòëåðû èññëåäîâàëèñü â êîíòåêñòå èçó÷åíèÿ âîëíîâûõ ïðîöåññîâ èîíîñôåðûÇåìëè, ãäå îíè ðàñïðîñòðàíÿþòñÿ íà ÷àñòîòàõ ∼ 100 Ãö â íàïðàâëåíèè äèïîëüíîãî ìàãíèòíîãî ïîëÿ Çåìëè [155]. Ýòè âîëíû áûëè òàê æå îáíàðóæåíûâ ìàãíèòîñôåðå Çåìëè [156], â ïîÿñàõ Þïèòåðà è Ñàòóðíà. Âèñòëåðû òàêæåèññëåäóþòñÿ â ëàáîðàòîðíîé ïëàçìå [156] - [159].  ðàáîòå [159], èñïîëüçóÿìîäåëü äâóìåðíîé íåñæèìàåìîé ìàãíèòíîé ïëàçìû, ïðîâåäåíî ìîäåëèðîâàíèå ëèíåéíûõ âèñòëåðîâ ìàëîé àìïëèòóäû è ðàññìîòðåíà âîçìîæíîñòüñóùåñòâîâàíèÿ òîïîëîãè÷åñêèõ ñòðóêòóð ìàãíèòíîãî ïîëÿ. Âëèÿíèå ñïèíîâ÷àñòèö íà ðàñïðîñòðàíåíèå öèðêóëÿðíî-ïîëÿðèçîâàííûõ âîëí â íàìàãíè-64÷åííîé ïëàçìå áûëî èññëåäîâàíî â ðàáîòå [160].

Àâòîðàìè áûë ðàññ÷èòàíñïåêòð âîëí, îäíà èç êîòîðûõ ðàñïðîñòðàíÿåòñÿ íà ÷àñòîòàõ íèæå ýëåêòðîííîé öèêëîòðîííîé ÷àñòîòû, äðóãàÿ âûøå ÷àñòîòû ñïèíîâîé ïðåöåññèè,ñîîòâåòñòâóÿ ñïèíîâûì ìîäàì â ôåððîìàãíåòèêàõ. Ïîêàçàíî, ÷òî íàéäåííûå ñïèíîâûå ïîïðàâêè ìîãóò îêàçûâàòü âëèÿíèå íà äèñïåðñèþ âîëí òîëüêî â ñëó÷àå ïëîòíîé àñòðîôèçè÷åñêîé ïëàçìû, íàõîäÿùåéñÿ â äîñòàòî÷íîñèëüíûõ B0 ∼ 4.4138 × 1013 Ãñ âíåøíèõ ìàãíèòíûõ ïîëÿõ.Òåîðåòè÷åñêàÿ ìîäåëü, îïèñûâàþùàÿ ýâîëþöèþ çàâèõðåííîñòè â àñò-~ × ~υ áûëà ïîñòðîåíà ïðåèìóùåñòâåííî â ðàðîôèçè÷åñêîé ïëàçìå ω~ = ∇áîòàõ [161] - [163].  ðàáîòå [161], ñ ïîìîùüþ ÷èñëåííîãî ìîäåëèðîâàíèÿóðàâíåíèÿ êëàññè÷åñêîé çàâèõðåííîñòè, ïîëó÷åííîå â ñòàòüÿõ [162] è [163],áûëè èññëåäîâàíû íåìàãíèòíûå è ìàãíèòíûå, ñîçäàâàåìûå ìàãíèòíûì íàïðÿæåíèå, â ïðèñóòñòâèè íåîäíîðîäíîãî ìàãíèòíîãî ïîëÿ, âèõðè ñîëíå÷íîéôîòîñôåðû.  ðàáîòå [164] ïîëó÷åíî îáîáùåííîå óðàâíåíèå êâàíòîâîé çàâèõðåííîñòè äëÿ ñïèíîâîé êâàíòîâîé ïëàçìû è âûâåäåí çàêîí ñîõðàíåíèÿñïèðàëüíîñòè.Íåëèíåéíûå òóðáóëåíòíûå ïðîöåññû, àññîöèèðóþùèåñÿ ñ ýëåêòðîìàãíèòíûìè âîëíàìè â ïëàçìå, èññëåäóþòñÿ â ðàáîòàõ [165] - [167].

Àâòîðàìè ðàáîòû [165] ðàññìîòðåíû íåëèíåéíûå âçàèìîäåéñòâèÿ íèçêî÷àñòîòíûõýëåêòðîííûõ âîëí Âèñòëåðà â íàìàãíè÷åííîé ïëàçìå, âêëþ÷àþùåé íåñæèìàåìûå ýëåêòðîíû è íåïîäâèæíûå èîíû. Ïîêàçàíî, ÷òî ýíåðãèÿ è ñðåäíèéêâàäðàò çàâèõðåííîñòè ïåðåíîñÿòñÿ ïî ñïåêòðó òóðáóëåíòíîñòè ïîä äåéñòâèåì âíåøíèõ ñèë, ïðèâîäÿ ê ÿâëåíèþ äâîéíîãî êàñêàäà. Äâóõæèäêîñòíàÿìîäåëü êâàíòîâîé ãèäðîäèíàìèêè ýëåêòðîí-èîííîé ïëàçìû äîïóñêàåò ñóùåñòâîâàíèå ðàçëè÷íûõ òèïîâ âîëí, îòëè÷àþùèõñÿ èíòåðâàëàìè äëèí âîëí(àëüâåíîâñêèå âîëíû, âèñòëåðû, áûñòðûå è ìåäëåííûå ìàãíèòîãèäðîäèíàìè÷åñêèå âîëíû). Íà îñíîâå äâóõæèäêîñòíîé ìîäåëè ýëåêòðîí-èîííîé ïëàçìû (íå ó÷èòûâàþùåé óðàâíåíèå áàëàíñà ýíåðãèè), âêëþ÷àþùåé äèíàìèêóèîíîâ, èçó÷åíû íåëèíåéíûå âçàèìîäåéñòâèÿ âûñîêî÷àñòîòíûõ àëüâåíîâñêèõ65âîëí.

Ñïåêòð âîëí ïëàçìû ñîëíå÷íîãî âåòðà, ñîîòâåòñòâóþùèé âûñîêî÷àñòîòíûì êèíåòè÷åñêèì àëüâåíîâñêèì âîëíàì áûë ïîëó÷åí â ðàáîòàõ [168]- [170].Íåëèíåéíàÿ äèíàìèêà ýëåêòðîìàãíèòíûõ âîëí Âèñòëåðà â ìàãíèòíîéïëàçìå, áåç ó÷¼òà ýëåêòðîííîãî ñïèíà, áûëà èçó÷åíà àâòîðàìè ðàáîòû [171].Èñïîëüçóÿ ìåòîä ðåíîðìãðóïïû, ðàçâèòûé äëÿ ðàçëè÷íûõ ôèçè÷åñêèõ ñèñòåì [172] - [174], áûëî ïîëó÷åíî äèíàìè÷åñêîå óðàâíåíèå äëÿ ìåäëåííîìåíÿþùåéñÿ àìïëèòóäû âèñòëåðîâ è ïîêàçàíî, ÷òî àìïëèòóäû ñîáñòâåííûõâîëí óäîâëåòâîðÿþò ñèñòåìå ñâÿçàííûõ íåëèíåéíûõ óðàâíåíèé Øðåäèíãåðà. ïîñëåäíèå ãîäû áîëüøîé èíòåðåñ ïðîÿâëÿåòñÿ ê èçó÷åíèþ ïîâåäåíèÿ ïëîòíîé àñòîôèçè÷åñêîé ïëàçìû. Ïðåæäå âñåãî ïëîòíàÿ êâàíòîâàÿïëàçìà âñòðå÷àåòñÿ â àñòðîôèçè÷åñêèõ çàäà÷àõ, â ÿäðàõ ïëàíåò è êîðå ñòàðûõ çâ¼çä [175] - [186].

Äðóãèìè ÿðêèìè ïðèìåðàìè ïðîÿâëåíèÿ ïëîòíîéêâàíòîâîé ïëàçìû ÿâëÿþòñÿ ýêñïåðèìåíòû ïî èçó÷åíèþ êâàíòîâûõ òî÷åê,ò.å. ôðàãìåíòîâ ïîëóïðîâîäíèêà èëè ïðîâîäíèêà, ýëåêòðîíû èëè äûðêè êîòîðîãî îãðàíè÷åíû ïî òð¼ì èçìåðåíèÿì, íàíîïðîâîëîê, ñâåðõìàëûõ ýëåêòðîííûõ óñòðîéñòâ è êâàíòîâûõ äèîäîâ [187] - [194]. Êâàíòîâàÿ ïëàçìà òàêæå èññëåäóåòñÿ â êîíòåêñòå ýêñïåðèìåíòîâ ïî ðåíòãåíîâñêîìó ðàññåÿíèþâ ïëîòíîé ïëàçìå, ïðè âçàèìîäåéñòâèè ìîùíûõ ëàçåðîâ ñ ïëàçìåííîé ìèøåíüþ, à òàêæå ïðè èññëåäîâàíèè çàäà÷ êâàíòîâûõ ëàçåðîâ íà ñâîáîäíûõýëåêòðîíàõ [195] - [200]. Çíà÷èòåëüíûõ ðåçóëüòàòîâ óäàëîñü äîñòè÷ü â èçó÷åíèè íåëèíåéíûõ ïðîöåññîâ â íåðåëÿòèâèñòñêîé ïëîòíîé êâàíòîâîé ïëàçìå.

Характеристики

Список файлов диссертации