تعداد نشریات | 161 |
تعداد شمارهها | 6,533 |
تعداد مقالات | 70,518 |
تعداد مشاهده مقاله | 124,132,750 |
تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 97,238,620 |
اثر الکترونهای غیرگرمایی و بهدامافتاده بر روی امواج سالیتونی و آشوب در نواحی شتابدار شفق قطبی | ||
فیزیک زمین و فضا | ||
مقاله 13، دوره 48، شماره 2، شهریور 1401، صفحه 453-475 اصل مقاله (2.81 M) | ||
نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
شناسه دیجیتال (DOI): 10.22059/jesphys.2022.329937.1007373 | ||
نویسنده | ||
مجتبی هاشمزاده دهاقانی* | ||
استادیار،گروه فیزیک پلاسما و ذرات بنیادی، دانشکده فیزیک، دانشگاه صنعتی شاهرود، شاهرود، ایران | ||
چکیده | ||
در این مقاله با استفاده از روش اختلال کاهشیافته، انتشار امواج سالیتونی غیرخطی و پدیده آشوب و پایداری آن در نواحی شتابدار شفق قطبی در حضور الکترونهای با تابع توزیع کایرنز-گورویچ مطالعه شد. با استفاده از دو مدل مختلف، معادلات کورته وگ-دی وری (KdV) و KdV تغییر شکلیافته بهدستآمده و نشان دادیم که جوابهای این معادلات به شکل امواج سالیتونی هستند. اثر الکترونهای غیرگرمایی و بهدامافتاده و سرعت موج برروی این امواج مطالعه شد. نتایج نشان دادند که با افزایش سرعت موج، اندازه دامنه موج سالیتونی افزایش مییابد. در ضمن اثر این کمیتها برروی انرژی کل بررسی شد. با در نظر گرفتن یک عامل شبهدورهای، معادلات KdV و KdV تغییر شکلیافته مورد بازبینی قرار گرفته و مسئله آشوب و پایداری آن مطالعه شد. نتایج نشان دادند که با افزایش سرعت موج و پارامتر غیرگرمایی و بهدامافتاده، نگاشت بازگشتی پوانکاره دچار تغییر شده بهطوریکه برای برخی حالات سیستم شبهپایدار و برای برخی حالات دیگر پایدار است. در نهایت به این نتیجه رسیدیم که نتایج کار اخیر در توافق خوبی با نتایج بهدستآمده از ماهوارههای وایکینگ، فرجا و S3-3 است. | ||
کلیدواژهها | ||
روش اختلال کاهشیافته؛ امواج سالیتونی؛ تابع توزیع کایرنز-گورویچ؛ پدیده آشوب؛ نگاشت بازگشتی پوانکاره و نواحی شتابدار شفق قطبی | ||
مراجع | ||
سلمانپور، ح. و شریفیان، م.، 1397، امواج سالیتونی در پلاسمای میان ستارهای با الکترونهای دارای توزیع کرنز در حضور یونهای منفی، م. فیزیک زمین و فضا، 44(2)، 351-361.
صابریان، ا.، 1398، سالیتونهای یون-صوتی در پلاسمای دور از تعادل بادهای خورشیدی، م. فیزیک زمین و فضا، 45(1)، 235-246.
صابریان ا. و خوشهشاهی، ر.، 1399، امواج سالیتونی غبار-صوتی در پلاسماهای غباری فضایی با توزیع غیرتعادلی، م. فیزیک زمین و فضا، 46(2)، 377-394.
Abdikian, A., 2017, Modulational instability of ion-acoustic waves in magnetoplasma with pressure of relativistic electrons. Phys. Plasmas 24, 052123. Abdikian, A. R., Saha A. and Alimirzaei, S., 2020, Bifurcation analysis of ion-acoustic waves in an adiabatic trapped electron and warm ion plasma. J. Taibah Univers. Sci. 14, 1051-1058. Annou, K., 2015, Ion-acoustic solitons in plasma: an application to Saturn’s magnetosphere. Astrophys. Space Sci. 357, 163. Bara, D., Djebli, M. and Bennaceur-Doumaz, D., 2014, Combined effects of electronic trapping and non-thermal electrons on the expansion of laser produced plasma into vacuum. Laser Part. Beams 32, 391-398. Bernstein, I. B., Green, J. M. and Kruskal, M. D., 1957, Exact nonlinear plasma oscillations. Phys. Rev. 108, 546-550. Bostrom, R., 1992, Observations of weak double layers on auroral field lines. IEEE Trans. Plasma Sci. 20, 756-763. Cairns, R. A., Mamum, A. A., Bingham, R., Boström, R., Dendy, R. O., Nairn, C. M. and Shukla, P. K., 1995, Electrostatic solitary structures in non-thermal plasmas. Geophys. Res. Lett. 22, 2709-2712. Choi, C. R., Lee, D.-Y. and Kim, Y., 2006, The ion acoustic solitary waves and double layers in the solar wind plasma. J. Astron. Space Sci. 23, 209-216. Das, G. C. and Paul, S. N., 1985, Ion‐acoustic solitary waves in relativistic plasmas. Phys. Fluids, 28, 823-825. Das, T. K., Ali, R. and Chatterjee, P., 2017, Effect of dust ion collision on dust ion acoustic waves in the framework of damped Zakharov-Kuznetsov equation in presence of external periodic force. Phys. Plasmas 24, 103703. Dovner, P. O., Eriksson, A. I. , Bostrom, R. and B. Holback, 1994, Freja Multiprobe observations of electrostatic solitary structure. Geophys. Res. Lett. 21, 1827-1830. El-Labany, S. K., El-Taibany, W. F. and Zedan, N. A., 2017, Modulated ion acoustic waves in a plasma with Cairns-Gurevich distribution. Phys. Plasmas 24, 112118. Esfandyari-Kalejahi, A., Kourakis, I. and Shukla, P. K., 2008, Ion-acoustic waves in a plasma consisting of adiabatic warm ions, nonisothermal electrons, and a weakly relativistic electron beam: linear and higher-order nonlinear effects. Phys. Plasmas 15, 022303. Ghosh, B., 1989, A second-order theory for electron plasma solitary waves in a cylindrical waveguide. Contrib. Plasma Phys. 29, 125-134. Ghosh, S. S. and Lakhina, G. S., 2004, Anomalous width variation of rarefactive ion acoustic solitary waves in the context of auroral plasmas. Nonlinear Proc. Geoph. 11, 219-228. Gurevich, A. V., 1968, Distribution of captured particles in a potential well in the absence of collisions. Sov. Phys. JETP 26, 575-580. Hakimi Pajouh, H. and Abbasi, H., 2002, Modulational instability of the electron cyclotron waves in an adiabatic wave-particle interaction. Plasma Phys. 7, 112-114. Hasselblatt, B. and Anatole K., 2003, A First Course in Dynamics: With a Panorama of Recent Developments. Cambridge University Press. Hossen, M. R. and Mamun, A. A., 2014, Electrostatic solitary structures in a relativistic degenerate multispecies plasma Braz. J. Phys. 44, 673-681. Hossen, M. R., Ema, S. A. and Mamun, A. A., 2014, Nonplanar shock structures in a relativistic degenerate multi-species plasma. Commun. Theor. Phys. 62, 888–894. Hosen, B., Shah, M. G., Hossen, M. R. and Mamun, A. A., 2017, Ion-acoustic solitary waves and double layers in a magnetized degenerate quantum plasma. IEEE Trans. Plasma Sci. 45, 3316-3327. Louarn, P., Roux, A., de Feraudy, H. and Le Queau, D., 1990, Trapped electrons as a free energy source for the auroral kilometric radiation. J. Geophys. Res. 95, 5983-5995. Mahmood, S. and Akhtar, N., 2008, Ion acoustic solitary waves with adiabatic ions in magnetized electron-positron-ion plasmas. Eur. Phys. J. D 49, 217-222. Main, D. S., Newman, D. L. and Ergun, R. E., 2006, Double layers and ion phase-space holes in the auroral upward-current region, Phys. Rev. Let., 97, 185001. Main, D. S., Newman, D. L., Scholz, C., and Ergun, R. E., 2012, Ion acoustic solitons in Earth’s upward-current region. Phys. Plasmas 19, 072905. Naeem, I., Ali, S., Irfan, M. and Mirza, A. M., 2020, Ion-acoustic shocklets in F-region of ionosphere with non-Maxwellian electrons. Phys. Lett. A 384, 126568. Ouazene, M. and Amour, R., 2019, Dust acoustic solitons in a dusty plasma with Cairns–Gurevich distributed ions. Astrophys. Space Sci. 364, 1-8. Pakzad, H. R., 2011, Ion acoustic solitons of KdV and modified KdV equations in weakly relativistic plasma containing nonthermal electron, positron and warm ion. Astrophys. Space Sci. 332, 269–277. Reddy, R. V. and Lakhina, G. S., 1991, Ion acoustic double layers and solitons in auroral plasma. Planet. Space Sci. 39, 1343-1350. Reddy, R. V., Lakhina, G. S. and Verheest, F., 1992, Ion-acoustic double layers and solitons in multispecies auroral beam-plasmas. Planet. Space Sci. 40, 1055-1062. Rufai, O. R., Bharuthram, R., Singh, S. V. and Lakhina, G. S., 2014, Ion acoustic solitons and supersolitons in a magnetized plasma with nonthermal hot electrons and Boltzmann cool electrons. Phys. Plasmas 21, 082304. Rufai, O. R., Bharuthram, R., Singh, S. V. and Lakhina, G. S., 2015, Effect of excess superthermal hot electrons on finite amplitude ion-acoustic solitons and supersolitons in a magnetized auroral plasma. Phys. Plasmas 22, 102305. Rufai, O. R., Bharuthram R., Singh, S. V. and Lakhina, G. S., 2016, Obliquely propagating ion-acoustic solitons and supersolitons in four-component auroral plasmas. Adv. Space Res. 57, 813-820. Saha, A. and Chatterjee, P., 2014a, Bifurcations of ion acoustic solitary waves and periodic waves in an unmagnetized plasma with kappa distributed multi-temperature electrons, Astrophys. Space Sci., 350, 631-636. Saha, A. and Chatterjee, P., 2014b, Bifurcations of ion acoustic solitary and periodic waves in an electron-positron-ion plasma through non-perturbative approach, J. Plasma Phys., 80, 553-563. Saha, A. and Tamang, J., 2017, Qualitative analysis of the positron-acoustic waves in electron-positron-ion plasmas with κ deformed Kaniadakis distributed electrons and hot positrons. Phys. Plasmas 24, 082101. Saha, A., Ali, R. and Chatterjee, P., 2017, Nonlinear excitations for the positron acoustic waves in auroral acceleration regions. Adv. Space Res. 60, 1220-1236. Sahu, B., 2010, Positron acoustic shock waves in planar and nonplanar geometry. Phys. Scr. 82, 065504. Schamel, H., 1979, Role of trapped particles and waves in plasma solitons-theory and application. Phys. Scr. 20, 306-316. Sultana, S., 2018, Ion acoustic solitons in magnetized collisional non-thermal dusty plasmas. Phys. Lett. A 382, 1368-1373. Temerin, M., Cerny, K., Lotko, W. and Mozer, F. S., 1982, Observations of double layers and solitary waves in the auroral plasma. Phys. Rev. Lett. 48, 1175-1179. Tribeche, M., Aoutou, K., Younsi, S. and Amour, R., 2009, Nonlinear positron acoustic solitary waves. Phys. Plasmas 16, 072103. Tsallis, C., 1988, Possible generalization of Boltzmann-Gibbs statistics. J. Stat. Phys. 52, 479–487. Washimi H. and Taniuti T., 1966, Propagation of ion-acoustic solitary waves of small amplitude. Phys. Rev. Lett. 17, 996-998. | ||
آمار تعداد مشاهده مقاله: 798 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 569 |