A magnetized nonthermal electron–positron-ion (e-p-i) plasma is considered to study the propagation properties of ion-acoustic solitary and shock waves in the presence of trapped positrons and electrons for the first time. The Schamel-κ (kappa) distribution function that describes plasma nonthermality and particle trapping is assumed to consider electrons and positrons. The diffusive effect of ion plasma fluid, which is responsible for shock dynamics, is taken into account. A nonlinear Schamel-Korteweg–de Vries-Burgers' (SKdVB) equation is derived by employing the reductive perturbation approach, and the solitary and shock wave solutions of the SKdVB equation have also been derived for different limiting cases. It is found that only positive potential nonlinear structures (for both solitary and shock waves) are formed in the proposed plasma system. The condition for stable solitons in the absence of dissipation is analyzed, and the nature of arbitrary amplitude solitary waves (obtained via the Sagdeev potential approach) is discussed. It is found through theoretical and numerical investigation that different plasma compositional parameters (such as the trapping effect of electrons (βe) and positrons (βp), the obliquity effect (θ), electron-to-ion number density ratio (µe), the magnetic field effect (via Ω) and the viscous effect (via η)) have a significant influence on the dynamics of ion-acoustic solitary and shock waves. The theoretical and numerical investigations in this study may be helpful in describing the nature of localized structures in different plasma contexts, e.g. space and astrophysical plasmas and experimental plasmas where electron–positron-ion plasmas exist.
捕捉された陽電子と電子が存在する場合のイオン音響孤立波および衝撃波の伝播特性を初めて研究するために、磁化された非熱的電子-陽電子-イオン（e-p-i）プラズマを考える。プラズマの非熱性と粒子捕捉を記述するシャメル-κ（カッパ）分布関数を、電子と陽電子を考慮するために仮定する。衝撃波ダイナミクスの原因となるイオンプラズマ流体の拡散効果を考慮に入れる。簡約摂動法を用いることにより非線形シャメル-コルトウェーグ–ド・フリース-バーガース（SKdVB）方程式を導出し、SKdVB方程式の孤立波および衝撃波解もさまざまな極限の場合について導出した。提案されたプラズマ系では、（孤立波と衝撃波の両方について）正電位の非線形構造のみが形成されることがわかった。散逸がない場合の安定なソリトンの条件を解析し、（サグデーエフポテンシャル法によって得られる）任意振幅孤立波の性質について議論する。理論的および数値的解析により、さまざまなプラズマ組成パラメータ（電子の捕捉効果（βe）と陽電子の捕捉効果（βp）、斜行効果（θ）、電子-イオン数密度比（µe）、磁場効果（Ωによる）、粘性効果（ηによる））がイオン音響孤立波および衝撃波のダイナミクスに顕著な影響を及ぼすことがわかった。本研究の理論的および数値的解析は、さまざまなプラズマ状況、例えば、電子-陽電子-イオンプラズマが存在する宇宙・天体物理プラズマや実験室プラズマにおける局在構造の性質を記述するのに役立つ可能性がある。