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Characteristics of ordinary mode in fully relativistic electron plasma

Waseem Khan, M Ali, Yousaf Habib2020年Plasma Physics and Controlled FusionIF 2.2出版社

Propagation characteristics (resonances, propagation regions, and cutoffs) of ordinary waves (perpendicularly propagating electromagnetic waves) are studied in a relativistic electron plasma by using the kinetic model. The dispersion relation for the ordinary mode (O-mode) in a relativistic electron plasma is investigated by employing the Maxwell-Boltzmann-Jüttner distribution function. As the integration in the relativistic dispersion relation cannot be done analytically so an approximated value is obtained using the trapezoidal rule. Various modes of propagation for the ordinary waves are observed for each harmonic number n due to the relativistic effects defined by the value . We also observe that the high-temperature relativistic plasma environment is more transparent for the O-mode as compared to weakly relativistic and non-relativistic plasma environments. Moreover, the cutoff points are shifted to lower values in the relativistic limit.

日本語訳

伝播特性(共鳴、伝播領域、遮断)が、相対論的電子プラズマにおける常波(垂直伝播電磁波)について、運動論モデルを用いて研究されている。常波(Oモード)の分散関係が、マクスウェル・ユットナー分布関数を採用することにより、相対論的電子プラズマにおいて調査されている。相対論的分散関係における積分は解析的に実行できないため、台形則を用いて近似値が得られている。各高調波数nに対して、相対論的効果によって定義される値により、常波の様々な伝播モードが観測されている。また、高温の相対論的プラズマ環境は、弱相対論的および非相対論的プラズマ環境と比較して、Oモードに対してより透過的であることが観測されている。さらに、遮断点は相対論的極限においてより低い値へとシフトしている。

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Electron plasmaRelativistic electron
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