شبیه سازی ذره ای میرایی غیر خطی لانداو در پلاسمای برخوردی و غیر برخوردی

در این مقاله میرایی غیر خطی لانداو و تولید مد BGK در پلاسمای غیر مغناطیده توسط شبیه سازی ذره ای بررسی می شود. بدین منظور محیط پلاسما که شامل الکترون ها و یون ها است به صورت ذره ای شبیه سازی شده است. یون ها به دلیل اینرسی زیاد زمینه ثابتی را تشکیل می دهند، در حالی که الکترون ها به صورت ذره ای در نظر گرفته شده و دینامیک آنها از طریق حل معادله نیوتن به دست می آید. در ناحیه غیر خطی پدیده به دام افتادن ذرات در چاه پتانسیل موج مورد بررسی قرار گرفته و نشان داده شده است که در آستانه ظهور اثرات غیر خطی، ذرات به دام افتاده عامل توقف میرایی خطی لانداو می باشند و در نتیجه این فرآیند، دامنه موج الکتروستاتیک حول مقدار تقریبا ثابتی شروع به نوسان می کند. اثربرخورد بین ذره ای به وسیله وارد کردن مدل ساده ای برای جمله برخوردی در کد شبیه سازی بررسی گردیده که نتایج آن با نظریه در تطابق کامل است. همان طور که انتظار می رفت برخورد بین ذرات باعث میرایی برخوردی امواج الکتروستاتیک می شود همچنین نرخ این میرایی متناسب با فرکانس برخورد است.