プラズマ波（Plasma waves、waves plasmas）は、核融合・プラズマ物理学の現象。荷電粒子の集団的な振動としてプラズマ中を伝播する波動現象であり、密度や電場の擾乱として現れる。電子プラズマ波やイオン波など多様なモードを持ち、分散関係によって特徴づけられる。プラズマの加熱・診断・不安定性の理解に不可欠である。この用語集が追う論文のうち、タイトルにこの主題が現れるものは156本ある。比重が最も大きかったのは1985–1989年で、その期間の論文の0.39%を占めた。直近の2025–2029年では0.14%。
The surface form 'waves plasmas' is a word-order variant of 'plasma waves'.
解説
プラズマ波とは、電子やイオンが熱運動や電磁力の下で示す集団的な振動が、電磁場を伴ってプラズマ中を伝わる現象である。プラズマは荷電粒子が互いの静電場を介して強く相関した媒質であり、1点を乱せばその乱れが周囲に波として広がる。このためプラズマ波はプラズマ物理学の最も基礎的な部門の一つであり、核融合プラズマの加熱・電流駆動・診断から、レーザープラズマや宇宙プラズマ中の粒子加速に至るまで、幅広い現象の理解の出発点となる。プラズマ中には真空には存在しない多様な固有モードが存在し、その分散関係(周波数と波数の関係)を求めることが理論の中心課題となる。
fig.2 Fast nonlinear scattering of runaway electron beams through resonant interactions with plasma waves (2024) · CC BY 4.0
Dispersion relation of electrostatic wave (a) for \gamma_{u,\text{RE}} = 3 and (b) for \gamma_{u,\text{RE}} = 21, whistler wave (c) for \gamma_{u,\text{RE}} = 3 and (b) for \gamma_{u,\text{RE}} = 21, where n_{\text{RE,0}} = n_{\mathrm{e},0}/8. Here, the growth rate means the imaginary part of the frequency. Similar to the figure 1, the frequency ω is normalized by |\omega_{\mathrm{ce},0}| = eB_{0}/m_{e}, and the x-component of the wave vector kx is normalized by \omega_{\mathrm{pe}}/c, and we set the ratio between the electron plasma frequency and the cyclotron frequency to be \omega_{\mathrm{pe}}/|\omega_{\mathrm{ce},0}| = 0.5. Note that, in figure (b), the ten times of the growth rate is sketched.
図は、磁化プラズマ中の代表的な波の分散関係を、周波数を電子サイクロトロン周波数で、波数をプラズマ周波数と光速の比で規格化して示したものである。上段には静電波の分散曲線とその成長率(周波数の虚部)、下段には同一条件下でのウィスラー波(whistler波、哨音波)の分散曲線が描かれており、波の性質が磁場とプラズマ周波数の比によってどう変わるかが読み取れる。
推移
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研究の変遷
1970–19843本 · 0.12%
コールドプラズマ波動の安定性と伝搬
コールドプラズマ波動の過安定性や相対論的非線形プラズマ波の安定性、周期的金属境界における伝搬と反射を扱った。この時代の件数は3件で、コーパス全体に占める割合は0.12%である。
同時に語られた主題低温プラズマ
この時代の論文から
- Overstability of cold plasma wavesNuclear Fusion 1971
- Stability of large-amplitude relativistic non-linear plasma wavesNuclear Fusion 1973
- Propagation and reflection of slow plasma waves with a periodic metal boundaryNuclear Fusion 1980
1985–199421本 · 0.38%
電子プラズマ波の非線形・相対論的展開
電子プラズマ波の変調不安定性や弱非線形効果、電子サイクロトロン周波数近傍の電磁ホットプラズマ波、開放共振器での励起を研究した。相対論的電子、誘導ラマン散乱、電流駆動などのテーマと共に現れ、割合は0.38%に上昇した。
よく登場する装置
この数字の作り方
- 数え方 —
- 同じものが別の名前で書かれていてもまとめて数えている（Plasma waves、waves plasmas など）。綴りが変わった時期に推移が動いて見える、ということは起きない
- 割合 —
- その時代の収録論文全体に占める比率。コーパスは1970年代より2010年代のほうが9倍大きいため、本数のままではほとんどの主題が右肩上がりに見えてしまう
- 記述 —
- その時代の論文・共起する主題・登場する装置だけを根拠にAIが書いている
- 冒頭の定義 —
- 用語そのものの説明だけは、論文25本の要旨を読ませたうえでAIの分野知識で書かせている。ここだけは収録論文に書かれていることの要約ではない
- 解説 —
- では、4本の論文（うち全文2本）と2枚の図版を読ませたうえでAIが書いている
- 範囲 —
- 収録は6誌に限られる。ここで減っていることは、分野がその取り組みをやめたことを意味しない
