Релаксация компонент плазмы. РЕАЛЬНАЯ ФИЗИКА. Глоссарий по физике

Релаксация компонент плазмы - процесс изменения функций распределения заряж. частиц в плазме за счёт столкновений при стремлении их к равновесию термодинамическому, приводящий к установлению максвелловского распределения.

В простой полностью ионизованной плазме, состоящей из электронов и ионов одного сорта, времена обмена импульсом и энергией при куло-новских столкновениях частиц одного знака между собой и с др. частицами существенно различны. Времена обмена импульсом и энергией при столкновениях одинаковых частиц есть величины одного порядка и даются выражением:

где

- кулоновский логарифм, Z_j - зарядовое число, n_j - концентрация,

- темп-pa. При этом для сравнимых температур

релаксация импульса и энергии электронов происходит значительно быстрее:

. Передача импульса при столкновениях электронов с ионами характеризуется временем

а обмен энергиями происходит за значительно большее время

Поэтому часто встречается ситуация, когда распределения электронов и ионов близки к максвелловским, но

т. е. плазма двухтемпературная (частичное равновесие).

В слабоионизованной плазме время релаксации импульса электронов при столкновениях с атомами

где

- частота столкновений, а время релаксации энергии при упругих столкновениях

Неупругие столкновения могут приводить к гораздо более быстрой релаксации распределения электронов в нек-рых областях энергии. Так, напр., в газовых разрядах электроны с энергией, превышающей первый потенциал возбуждения, релак-сируют по энергии быстрее, чем тепловые, для к-рых характерное время есть

Релаксация пучка пробных частиц в полностью ионизованной плазме описывается Фокке-ра - Планка уравнением. При этом происходит как торможение пучка за счёт динамич. трения, так и размытие пучка по скоростям - диффузия в пространстве скоростей. Для быстрых частиц время релаксации определяется их энергией, поэтому хвосты функций распределения релаксируют значительно медленнее, чем тепловые частицы. Торможение и рассеяние пучка быстрых электронов с энергией

происходит как на ионах, так и на электронах практически с одним и тем же характерным временем

Ионы же с очень большой энергией

тормозятся на электронах с характерным временем

почти не рассеиваясь. В обратном случае релаксация пучка ионов по энергии и по импульсу происходит за счёт ион-ионных столкновений со временем

В плазме с редкими столкновениями релаксация пучка может происходить гораздо быстрее, чем столк-новительная, за счёт генерации волн в результате развития пучковой неустойчивости и последующего торможения и рассеяния частиц на возникающих при этом волнах.

Литература по релаксации компонент плазмы

Знаете ли Вы, в чем ложность понятия "физический вакуум"?

Физический вакуум - понятие релятивистской квантовой физики, под ним там понимают низшее (основное) энергетическое состояние квантованного поля, обладающее нулевыми импульсом, моментом импульса и другими квантовыми числами. Физическим вакуумом релятивистские теоретики называют полностью лишённое вещества пространство, заполненное неизмеряемым, а значит, лишь воображаемым полем. Такое состояние по мнению релятивистов не является абсолютной пустотой, но пространством, заполненным некими фантомными (виртуальными) частицами. Релятивистская квантовая теория поля утверждает, что, в согласии с принципом неопределённости Гейзенберга, в физическом вакууме постоянно рождаются и исчезают виртуальные, то есть кажущиеся (кому кажущиеся?), частицы: происходят так называемые нулевые колебания полей. Виртуальные частицы физического вакуума, а следовательно, он сам, по определению не имеют системы отсчета, так как в противном случае нарушался бы принцип относительности Эйнштейна, на котором основывается теория относительности (то есть стала бы возможной абсолютная система измерения с отсчетом от частиц физического вакуума, что в свою очередь однозначно опровергло бы принцип относительности, на котором постороена СТО). Таким образом, физический вакуум и его частицы не есть элементы физического мира, но лишь элементы теории относительности, которые существуют не в реальном мире, но лишь в релятивистских формулах, нарушая при этом принцип причинности (возникают и исчезают беспричинно), принцип объективности (виртуальные частицы можно считать в зависимсоти от желания теоретика либо существующими, либо не существующими), принцип фактической измеримости (не наблюдаемы, не имеют своей ИСО).

Когда тот или иной физик использует понятие "физический вакуум", он либо не понимает абсурдности этого термина, либо лукавит, являясь скрытым или явным приверженцем релятивистской идеологии.

Понять абсурдность этого понятия легче всего обратившись к истокам его возникновения. Рождено оно было Полем Дираком в 1930-х, когда стало ясно, что отрицание эфира в чистом виде, как это делал великий математик, но посредственный физик Анри Пуанкаре, уже нельзя. Слишком много фактов противоречит этому.

Для защиты релятивизма Поль Дирак ввел афизическое и алогичное понятие отрицательной энергии, а затем и существование "моря" двух компенсирующих друг друга энергий в вакууме - положительной и отрицательной, а также "моря" компенсирующих друг друга частиц - виртуальных (то есть кажущихся) электронов и позитронов в вакууме.

Однако такая постановка является внутренне противоречивой (виртуальные частицы ненаблюдаемы и их по произволу можно считать в одном случае отсутствующими, а в другом - присутствующими) и противоречащей релятивизму (то есть отрицанию эфира, так как при наличии таких частиц в вакууме релятивизм уже просто невозможен). Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.