Umeå universitets logga

umu.sePublikationer
Ändra sökning
RefereraExporteraLänk till posten
Permanent länk

Direktlänk
Referera
Referensformat
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Annat format
Fler format
Språk
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Annat språk
Fler språk
Utmatningsformat
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Plasma dynamics and vacuum pair creation using the Dirac-Heisenberg-Wigner formalism
Umeå universitet, Teknisk-naturvetenskapliga fakulteten, Institutionen för fysik.ORCID-id: 0000-0002-1555-7616
Umeå universitet, Teknisk-naturvetenskapliga fakulteten, Institutionen för fysik.ORCID-id: 0000-0003-3904-4193
Umeå universitet, Teknisk-naturvetenskapliga fakulteten, Institutionen för fysik.ORCID-id: 0000-0003-2716-098x
2021 (Engelska)Ingår i: Physical review. E, ISSN 2470-0045, E-ISSN 2470-0053, Vol. 104, nr 1, artikel-id 015207Artikel i tidskrift (Refereegranskat) Published
Abstract [en]

We derive a system of coupled partial differential equations for the equal-time Wigner function in an arbitrary strong electromagnetic field using the Dirac-Heisenberg-Wigner formalism. In the electrostatic limit, we present a system of four coupled partial differential equations, which are completed by Ampères law. This electrostatic system is further studied for two different cases. In the first case, we consider linearized wave propagation in a plasma accounting for the nonzero vacuum expectation values. We then derive the dispersion relation and compare it with well-known limiting cases. In the second case, we consider Schwinger pair production using the local density approximation to allow for analytical treatment. The dependence of the pair production rate on the perpendicular momentum is investigated and it turns out that the spread of the produced pairs along with perpendicular momentum depends on the strength of the applied electric field.

Ort, förlag, år, upplaga, sidor
American Physical Society, 2021. Vol. 104, nr 1, artikel-id 015207
Nationell ämneskategori
Fusion, plasma och rymdfysik
Identifikatorer
URN: urn:nbn:se:umu:diva-186411DOI: 10.1103/PhysRevE.104.015207ISI: 000674387800007Scopus ID: 2-s2.0-85110430469OAI: oai:DiVA.org:umu-186411DiVA, id: diva2:1582212
Tillgänglig från: 2021-07-29 Skapad: 2021-07-29 Senast uppdaterad: 2023-05-08Bibliografiskt granskad
Ingår i avhandling
1. Modelling and analyzing strong-field effects in quantum plasma
Öppna denna publikation i ny flik eller fönster >>Modelling and analyzing strong-field effects in quantum plasma
2023 (Engelska)Doktorsavhandling, sammanläggning (Övrigt vetenskapligt)
Alternativ titel[sv]
Modellering och analys av effekter från starka fält i kvantkinetiska plasmor
Abstract [en]

Under the extreme conditions that can be found around dense stars and in the accretion discs of black holes, several strong-field quantum phenomena dominate the dynamics of the plasma. This includes the creation of matter and anti-matter from the vacuum (Schwinger mechanism), radiation reaction and Landau quantization. Some of these strong field phenomena were presented theoretically a century ago but have never been verified in experiments due to the difficulty of creating the required extreme conditions in the lab. However, with the development of laser facilities in the past decades, it will be possible to observe several extreme physical phenomena in the near future. To conduct experiments on these extreme phenomena, theoretical simulations need to be constructed as a guide for optimizing experiments.

This thesis is concerned with developing and analyzing strong field phenomena in kinetic plasma models. The focus is to extend current kinetic models to include several physical phenomena that are relevant to future experiments on laser-plasma interaction. In particular, a kinetic theory based on the Wigner transformation of the Dirac equation has been analyzed in different regimes. This kinetic model is used to study the plasma dynamics at the Schwinger limit, where collective plasma effects and several quantum processes are studied.

Ort, förlag, år, upplaga, sidor
Umeå: Umeå University, 2023. s. 69
Nyckelord
Plasma physics, Strong-field physics, Kinetic theory, Quantum plasma
Nationell ämneskategori
Fusion, plasma och rymdfysik
Forskningsämne
fysik
Identifikatorer
urn:nbn:se:umu:diva-208019 (URN)978-91-8070-067-2 (ISBN)978-91-8070-068-9 (ISBN)
Disputation
2023-06-01, NAT.D.450, Förvaltningshuset Hus D, 901 87, Umeå, 13:00 (Engelska)
Opponent
Handledare
Forskningsfinansiär
Vetenskapsrådet, 2016-03806
Tillgänglig från: 2023-05-11 Skapad: 2023-05-08 Senast uppdaterad: 2023-05-10Bibliografiskt granskad

Open Access i DiVA

fulltext(858 kB)159 nedladdningar
Filinformation
Filnamn FULLTEXT01.pdfFilstorlek 858 kBChecksumma SHA-512
ab4f8cffc861847d16831bb36838364b80c8d8540f4dd5ed09207c0509ad5c2fd0bf689c8f48e96ba06173551e4b0a1f2776a8aa129d8e8c53a38bd959c61f53
Typ fulltextMimetyp application/pdf

Övriga länkar

Förlagets fulltextScopus

Person

Al-Naseri, HaidarZamanian, JensBrodin, Gert

Sök vidare i DiVA

Av författaren/redaktören
Al-Naseri, HaidarZamanian, JensBrodin, Gert
Av organisationen
Institutionen för fysik
I samma tidskrift
Physical review. E
Fusion, plasma och rymdfysik

Sök vidare utanför DiVA

GoogleGoogle Scholar
Totalt: 159 nedladdningar
Antalet nedladdningar är summan av nedladdningar för alla fulltexter. Det kan inkludera t.ex tidigare versioner som nu inte längre är tillgängliga.

doi
urn-nbn

Altmetricpoäng

doi
urn-nbn
Totalt: 356 träffar
RefereraExporteraLänk till posten
Permanent länk

Direktlänk
Referera
Referensformat
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Annat format
Fler format
Språk
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Annat språk
Fler språk
Utmatningsformat
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf