The influence of electron trapping on the evolution of a localized perturbation and its disintegration into dust-ion-acoustic solitons is studied. This paper is a theoretical attempt to extend the experimental soliton excitation of (Nakamura Y et al 2001 Phys. Plasmas8 3921) to the case that the effect of electron trapping is considerable. We consider the situation under which the dissipative effects associated with the dust charge fluctuations and collisional processes are negligible. For this purpose, we assume an unbounded plasma composed of cold positively charged ions, cold negatively charged dusts and hot electrons. Electron trapping is included in the model as a result of nonlinear resonant interaction of the localized perturbation with electrons. A Gaussian initial perturbation is used to model the localized perturbation. The dependence of the evolution rate and the resulting solitons amplitudes and velocities on the trapping parameter, the charge state of ions and the charge density of dusts are investigated.
電子捕捉が局所摂動の進化とダストイオン音波ソリトンへの崩壊に及ぼす影響について研究する。本論文は、(Nakamura Y et al 2001 Phys. Plasmas8 3921)の実験的ソリトン励起を、電子捕捉の効果が顕著な場合へ拡張する理論的試みである。ダスト電荷変動および衝突過程に伴う散逸効果が無視できる状況を考察する。この目的のため、冷たい正イオン、冷たい負電荷ダスト、および高温電子から構成される非有界プラズマを仮定する。電子捕捉は、局所摂動と電子との非線形共鳴相互作用の結果としてモデルに含まれる。局所摂動の初期形状としてガウス型摂動を用いる。捕捉パラメータ、イオンの電荷状態、およびダストの電荷密度が、摂動の進化速度ならびに生成されるソリトンの振幅と速度に及ぼす影響を調査する。