Mouvement de particules chargées dans un plasma fortement ionisé

Une méthode récemment introduite utilisant la continuation dimensionnelle est utilisée pour calculer le taux de perte d’énergie pour une particule non relativiste se déplaçant à travers un plasma fortement ionisé. Aucune restriction n’est faite sur la charge, la masse ou la vitesse de cette particule. On suppose cependant que le plasma n’est pas fortement couplé en ce sens que le paramètre de couplage plasma sans dimension g = e2kD/4nT est petit, où kD est le nombre d’onde de Debye du plasma. À l’ordre menant et à l’ordre suivant dans ce couplage, dE/dx est de la forme générique g2ln. Le coefficient numérique précis devant le logarithme est bien connu. Nous calculons la constante C sous le logarithme exactement pour des vitesses de particules arbitraires. Nos résultats exacts diffèrent des approximations données dans la littérature. Les différences sont de l’ordre de 20% pour les cas pertinents pour les expériences de fusion par confinement inertiel. La même méthode est également utilisée pour calculer le taux de perte d’élan pour un projectile se déplaçant dans un plasma, et la vitesse à laquelle deux plasmas à des températures différentes entrent en équilibre thermique. Encore une fois, ces calculs sont effectués précisément dans l’ordre donné ci-dessus. Les taux de perte d’énergie et d’élan définissent de manière unique une équation de Fokker–Planck qui décrit le mouvement des particules dans le plasma. Les coefficients ainsi déterminés sont donc bien définis, ne contiennent ni paramètres ni seuils arbitraires, et sont précis à l’ordre décrit. Cette équation de Fokker-Planck décrit le retardement — l’étalement en position longitudinale d’un groupe de particules ayant une vitesse et une position initiales communes — et la diffusion transversale d’un faisceau de particules. Il convient de souligner que notre travail n’implique pas un modèle, mais plutôt une évaluation précisément définie des termes principaux d’une théorie de perturbation bien définie.

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