اثرات الکترودینامیک کوانتومی در پلاسماها

هدف از این پایان نامه بررسی اثرات الکترودینامیک کوانتومی در پلاسما است. این اثرات شامل اثرات میدان قوی و طول موج کوچک الکترودینامیک کوانتومی و اثرات اسپین و پتانسیل بوهم در پلاسما می شود. برای بررسی اثرات میدان قوی و طول موج کوچک الکترودینامیک کوانتومی، چگالی لاگرانژی کلاسیکی را به وسیله اضافه کردن جمله تصحیح اولر- هایزنبرگ و تصحیح مشتق اصلاح می کنیم و معادلات میدان را از معادلات اویلر - لاگرانژ به دست می آوریم سپس معادله حرکت ذرات و روابط پراکندگی کلی را برای تمام مدهای پلاسما به دست می آوریم. تصحیح الکترودینامیک کوانتومی طول موج کوچک در انتشار موج پلاسما را برای امواج بنیادی پلاسما با خطی سازی و تجزیه فوریه روابط به دست می آوریم سپس نمودار پراکندگی آن ها را رسم و انحراف از نتایج کلاسیکی و همچنین اثرات گرمایی و بدون گرمایی را در نمودار نشان داده و روی نتایج بحث می کنیم. برای اثرات میدان قوی الکترودینامیک کوانتومی، ما تانسور مربوط به اثرات میدان قوی را به دست می آوریم و روی رابطه پراکندگی آن بحث می کنیم.برای بررسی اثرات اسپین و پتانسیل بوهم در پلاسما، می دانیم معادله اساسی مکانیک کوانتومی غیرنسبیتی معادله شرودینگر برای الکترون است، در مکانیک کوانتومی نسبیتی، اسپین الکترون (و پوزیترون ) از طریق معادله دیراک معرفی می شود . با به کار بردن تجزیه اسپینورها و قرار دادن در معادله غیرنسبیتی، معادله پیوستگی، بقاء اندازه حرکت و معادله تحول اسپین را به دست می آوریم. سپس با استفاده از این معادلات، پلاسما الکترون یون و حد مغناطوهیدرودینامیک را بررسی می کنیم و معادلات مربوط به آن را به دست می آوریم. بعد اثرات کوانتومی اسپین و پتانسیل بوهم در انتشار امواج مغناطوصوتی را برای انتشار عمود، موازی و انتشار مایل را بررسی می کنیم روابط پراکندگی آنها را به دست می آوریم. و آنها را با روابط پراکندگی کلاسیکی مقایسه کرده و روی نتایج بحث می کنیم. سپس از معادله حاکم بر مغناطوپلاسما کوانتومی شامل اثر اسپین و پتانسیل بوهم شروع می کنیم و معادله کورتج-دی و ریز سیستم کوانتوم مغناطو هیدرودینامیک به دست می آوریم. با استفاده از روش اختلال، معادله سیستم کوانتومی مغناطو هیدرودینامیک وهمچنین دامنه و عرض سالیتون موج مغناطوصوتی را به دست می آوریم. سپس تأثیر نیروی کوانتومی اسپین بر دامنه و عرض سالیتون را بررسی می کنیم. در آخر به عنوان یک مثال کاربردی، رفتار فرو مغناطیسی پلاسما را مورد مطالعه قرار می دهیم.