Параметр релятивистского подобия

В релятивистской лазерно-плазменной физике релятивистский параметр подобия S является безразмерным параметром, определяемым как

${\displaystyle S={\frac {n_{e}}{a_{0}n_{cr}}}}$,

где — плотность электронной плазмы, — критическая плотность плазмы , — нормализованный векторный потенциал. Здесь — масса электрона , — заряд электрона, — скорость света , — электрическая диэлектрическая проницаемость вакуума , — частота лазера. ${\displaystyle {n_{e}}}$ ${\displaystyle {n_{cr}=\epsilon _{0}m_{e}\omega _{0}^{2}/e^{2}}}$ ${\displaystyle {a_{0}=eA/(m_{e}c)}}$ ${\displaystyle {m_{e}}}$ ${\displaystyle {e}}$ ${\displaystyle {c}}$ ${\displaystyle {\epsilon _{0}}}$ ${\displaystyle {\omega _{0}}}$

Понятие подобия и параметр подобия впервые были введены в физику плазмы Сергеем Гордиенко ^[1] . Они позволяют различать релятивистски сверхплотную и недостаточно плотную плазму . ${\displaystyle {S}}$ ${\displaystyle {(S\gg 1)}}$ ${\displaystyle {(S\ll 1)}}$

Параметр подобия связан с основными свойствами симметрии бесстолкновительного уравнения Власова и, таким образом, является релятивистским плазменным аналогом числа Рейнольдса в механике жидкости . Гордиенко показал, что в релятивистском пределе ( ) динамика лазера-плазмы зависит от трех безразмерных параметров: , и , где - длительность лазерного импульса, а - типичный радиус лазерной перетяжки . Основной результат релятивистской теории подобия можно резюмировать следующим образом: если параметры взаимодействия (плотность плазмы и амплитуда лазера) изменяются одновременно так, что параметр остается постоянным, динамика электронов остается прежней. ${\displaystyle {a_{0}\gg 1}}$ ${\displaystyle \omega _{0}\tau }$ ${\displaystyle {R\omega _{0}/c}}$ ${\displaystyle {S}}$ ${\displaystyle {\tau }}$ ${\displaystyle {R}}$ ${\displaystyle {S}}$

Теория подобия позволяет вывести нетривиальные степенные масштабы для энергии быстрых электронов в разреженной и сверхплотной плазме. ^[2]

Ссылки

1. С.Гордиенко и А.Пухов (2005). "Масштабирование для ультрарелятивистской лазерной плазмы и квазимоноэнергетических электронов". Физика плазмы . 12 (4): 043109. arXiv : physics/0410268 . Bibcode : 2005PhPl...12d3109G. doi : 10.1063/1.1884126.
2. Т.Баева; С.Гордиенко и А.Пухов (2006). "Теория генерации гармоник высокого порядка при взаимодействии релятивистского лазера со сверхплотной плазмой". Physical Review E . 74 (1): 046404. Bibcode :2006PhRvE..74a6404F. doi :10.1103/PhysRevE.74.016404. hdl : 10217/67529 . PMID  16907195.