بررسی انتشار امواج شوک در پلاسمای کوانتومی
چکیده
هنگامیکه طول موج دوبروی مربوط به ذرات از مرتبه و یا بزرگتر از فاصله ی میانگین بین ذره ای باشد، به علت هم پوشانی توابع موج مربوط به ذرات، اثرات کوانتومی دارای اهمیت هستند. این اتفاق اصولاً در دماهای پایین و چگالی های بالا رخ می دهد. در سیستم های کوانتومی، اثراتی مثل فشار کوانتومی در دمای صفر درجه و نیروهای کوانتومی مربوط به پتانسیل بوهم دینامیک پلاسما را تغییر می دهند. به علاوه در برخی از پلاسماهای کوانتومی علاوه بر الکترون ها، یون ها و پوزیترون ها یک مولفه ی اضافی از ذرات غبار نیز می تواند وجود داشته باشد. حضور ذرات غبار شرط خنثایی بار تعادلی را تغییر می دهد و امکان انتشار امواج صوتی با فرکانسی از مرتبه ی فرکانس نوسانات یون های سرد و کلاسیکی و سرعت فاز بسیار کوچکتر از سرعت فرمی الکترون ها و پوزیترون ها و بسیار بزرگتر از سرعت حرارتی یون ها و ذرات غبار را فراهم می سازد. ویسکوزیته ی بین یون ها به عنوان یک عامل اتلافی در پلاسماها شناخته شده است. این اثر اتلافی در رژیم خطی منجر به میرایی امواج یون آکوستیک غباری کوانتومی(qdia) و در رژیم غیر خطی می تواند موجب شکل گیری ساختار شوک شود. در این پژوهش انتشار امواج شوک qdia در پلاسمای کوانتومی چهار مولفه ای شامل الکترون ها و پوزیترون ها ی کوانتومی و فاقد اینرسی، یون های سرد و ذرات غبار ساکن غیر کوانتومی به روش اختلالی، برای شوک های با دامنه ی کوچک، مورد بررسی قرارگرفته است. اثر پارامتر پراش کوانتومی( )، چگالی ذرات غبار ( ) و اتلاف بر دامنه و پهنای این امواج به دست آمده است . به علاوه انتشار موج شوک به ازای مقادیر پارامتر و بزرگتر از یک مقدار بحرانی، ( ) امکان پذیر نیست. همچنین روش اختلالی برای امواج با دامنه ی بزرگ معتبر نیست، از اینرو با حل دقیق معادلات حاکم به صورت عددی امواج شوک با دامنه ی دلخواه بررسی شده است. این امواج در محیط پلاسمای مورد بررسی ما، تنها برای بازه ی محدودی از سرعت ها وجود دارند.