The modulational instability and envelope solitons of ion acoustic waves in an unmagnetized nonthermal electron–positron–ion (epi) plasma are investigated. The ions are taken to be dynamic and warm while electrons and positrons are assumed to be inertialess and hot which follow the kappa (or Generalized Lorentzian) distribution. The Krylov–Bogoliubov–Mitropolsky method is used to derive the nonlinear Schrödinger equation for nonlinear amplitude modulation of ion acoustic waves in nonthermal epi plasmas with warm ions. The dispersive and nonlinear coefficients are obtained for ion acoustic waves in nonthermal epi plasmas which depend on spectral indices of kappa distributed electrons and positrons, ion temperature and positron density. The modulationally stable and unstable regions are studied for a wide range of wave numbers and it is found that the finite ion temperature, positron density and spectral indices of kappa distributed electrons and positrons play a significant role in the formation of bright and dark envelope solitons in nonthermal epi plasmas with adiabatically heated ions. Our findings are applicable to explain some aspects of nonlinear propagation of envelope solitons in astrophysical plasma situations such as neutron stars or pulsars where nonthermal epi plasmas with warm ions can exist (Arons J 2009 Astrophys. Space Sci. Library357 373, Blasi P and Amato E 2011 Astrophys. Space Sci. Proc. pp 623–41, Asif and Saeed 2011 Plasma Phys. Control. Fusion53 095006).
非熱的電子・陽電子・イオン(epi)プラズマ中のイオン音波の変調不安定性と包絡ソリトンについて研究する。イオンは動的かつ温かいものとし、電子と陽電子は慣性がなく高温であると仮定し、これらはカッパ(または一般化ローレンツ)分布に従うものとする。クリロフ–ボゴリューボフ–ミトロポルスキー法を用いて、温かいイオンを有する非熱的epiプラズマ中のイオン音波の非線形振幅変調に対する非線形シュレーディンガー方程式を導出する。非熱的epiプラズマ中のイオン音波に対する分散係数と非線形係数を求め、これらはカッパ分布に従う電子と陽電子のスペクトル指数、イオン温度、陽電子密度に依存する。広範囲の波数に対して変調安定領域と不安定領域を調べ、有限のイオン温度、陽電子密度、ならびにカッパ分布に従う電子と陽電子のスペクトル指数が、断熱加熱されたイオンを有する非熱的epiプラズマ中の明るいおよび暗い包絡ソリトンの形成に重要な役割を果たすことが見出される。本研究の成果は、温かいイオンが存在し得る中性子星やパルサーなどの天体物理プラズマ環境における包絡ソリトンの非線形伝播の諸側面を説明するために適用可能である(Arons J 2009 Astrophys. Space Sci. Library 357 373、Blasi P and Amato E 2011 Astrophys. Space Sci. Proc. pp 623–41、Asif and Saeed 2011 Plasma Phys. Control. Fusion 53 095006)。