等離子的平衡態是否會因為長程庫倫相互作用而有很特殊的地方嗎?

時間 2021-06-09 18:01:25

1樓:頭文字K

我認為通常情況下問題不大.

在空間均勻的情況下, ,其中碰撞項 要使方程滿足質量、動量、能量守恆:

同時我們有H定理

平衡態 應使系統的熵達到最大,也就是

因此我們需要 ,外加乙個可積條件 ,那分布函式就只能是乙個Maxwellian.

除非這堆粒子不能用 來描述,或者三個守恆律裡至少乙個不成立(比如考慮相對論效應),又或者你有乙個奇怪的碰撞項 使H定理不成立.

2樓:Again

庫倫相互作用會影響費公尺子的平衡態分布嗎?

顯然是會的。

# 從基於粒子影象的經典統計力學視角看,在呈現相互作用時,計算系統配分函式(有相互作用時談論單粒子分布函式已經失去了意義)應當考慮集團展開,並且,如同題目指出的,如果代入庫倫勢,那麼集團展開對配分函式或物態方程的修正在首階就發散了。

# 從熱動場論的視角看,等離子體背景還會改變費公尺子的色散關係,使其帶上乙個熱質量。在手徵極限(即電子質量取0)下,熱質量為 。順帶一提,熱質量並不會破壞手徵對稱性(質量是什麼?

)。 更甚者,在等離子體背景下,費公尺子的色散關係會劈裂成兩條,標誌著出現一種大大有別於載流子的準粒子——plasmino。

先驗假設等離子體相空間分布的『推導』方法確實有讓人不舒服的地方。實際上得拜遮蔽的推導是多種多樣的。比方說,從流體力學方程、連續性方程以及泊松方程出發也可以推導得到得拜遮蔽,遮蔽質量為 ,其中P是壓強,下標S表示熱力學求導是等熵的。

這個關係對任意物態方程成立,在點粒子理想氣體情形下退化到一般教科書上的德拜質量表示式。推導過程可作為習題自己琢磨。另外從線性響應理論出發,利用熱動場論也可以得到得拜遮蔽質量,詳見Michel Bellac的Thermal Field Theory第六章(Library Genesis:

Michel Le Bellac

PS:我個人對等離子體的了解實際非常有限,只是去年為了講課去翻了翻廣受推薦的F.Chen的等離子體導論,雖然開了眼界,但對裡面的很多推導都不滿意,只能說畢竟是工科物理,推導較不得真[捂臉]

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