In a previous work (Alvarez Laguna et al 2022 Phys. Plasmas29 083507), we have developed a non-linear moment model for electrons that self-consistently captures non-Maxwellian electron energy distribution function effects. The model does not rely in the local approximation and the transport coefficients are calculated by expanding the distribution function into Hermite polynomials and by taking moments of the Boltzmann equation, including the collision operator for elastic and inelastic collisions with arbitrary cross sections. This model captures the classical Fick's, Fourier's, and Ohm's law as well as Soret, Dufour, and Peltier effects. In addition, novel non-local transport phenomena appear as a result of spatial gradients of the kurtosis of the distribution function. In this paper, we discuss on the transport effects by analyzing two collisional models: constant collision frequency and constant cross section. We estimate the order of magnitude of the transport processes in non-equilibrium electrons by analyzing the Langmuir probe measurements of a low-pressure argon inductively-coupled discharge. The results show that, under these conditions, the transport produced by the spatial gradients in the kurtosis of the distribution function produces a heat-flux contribution that is of the same order of magnitude as the Fourier and Dufour's effects. These transport effects are beyond the local field or the electron gradient expansions, commonly used in the low-temperature plasma modeling.
以前の研究（Alvarez Laguna et al 2022 Phys. Plasmas 29 083507）において、我々は非マクスウェル電子エネルギー分布関数の効果を自己無撞着に捉える電子の非線形モーメントモデルを開発した。このモデルは局所近似に依存せず、輸送係数は分布関数をエルミート多項式に展開し、任意の衝突断面積を持つ弾性衝突および非弾性衝突の衝突演算子を含むボルツマン方程式のモーメントを取ることによって計算される。このモデルは、古典的なフィックの法則、フーリエの法則、オームの法則に加え、ソレ効果、デュフォー効果、ペルチェ効果を捉える。さらに、分布関数の尖度の空間勾配の結果として、新規の非局所輸送現象が現れる。本論文では、一定衝突周波数と一定衝突断面積という2つの衝突モデルを解析することにより、輸送効果について議論する。我々は、低圧アルゴン誘導結合プラズマのラングミュアプローブ測定を解析することにより、非平衡電子における輸送過程の大きさのオーダーを評価する。結果は、これらの条件下では、分布関数の尖度の空間勾配によって生じる輸送が、フーリエ効果やデュフォー効果と同程度の大きさの熱流束の寄与をもたらすことを示している。これらの輸送効果は、低温プラズマモデリングで一般的に使用される局所場近似や電子勾配展開を超えたものである。