The evolution model of relativistic electromagnetic soliton created in plasma with high ions involved is investigated in theory and in particle-in-cell simulations. The formation mechanism of outgoing electromagnetic radiation associated with soltion is also studied, by which we can deduce the corresponding evolution mode of soliton. In addition, we also propose a potential diagnostic method of electromagnetic solitons in simulations and experiments. We simulate a soliton interacted with a laser pulse. The physical information showing the corresponding characteristic of soliton can be obtained by observing the scattering process, which implies a potential way of detecting soliton in simulations and experiments. We can demonstrate the feasibility of this scheme by further exploring the scattering mechanism in the laser interaction with soliton. We study the physical law of the process that moving solitons produce radiation and enhance the controllability of it.
从数值模拟和理论解析两方面研究引入重离子后的等离子体中形成的相对论电磁光孤子演化模型。观察并探讨光孤子外向环状电磁辐射的产生机理和演化规律,并由此反推出相应的光孤子演化形式。与此同时,我们也提出了一种潜在的光孤子模拟和实验诊断方案。模拟一束激光辐射在光孤子上,观察其散射过程,寻找其中反应光孤子特征的物理量。深入研究这种激光与光孤子相互作用的散射机制,并从理论上检验证实方案的可行性。最后,探索光孤子在运动过程中产生辐射的物理规律,增强其可控性。
我们主要采用数值模拟方法研究探测激光与光孤子的作用过程及各方向的散射结果。通过对前向散射和背向散射进行频谱分析和电磁能量分析,深入研究激光与光孤子的作用结果,并由此印证其作为光孤子探测手段的可行性。除此之外,我们通过改变探测光束的偏振方向和频率来探讨其诊断方案的适用性。另外,我们继续研究了引入重离子后的等离子体中形成的相对论电磁光孤子及其与激光的作用过程、光孤子通道的产生和形成以及不均匀等离子体中光孤子的运动过程。在观察并探讨光孤子外向环状电磁辐射的产生机理和演化规律的基础上,我们提出了一种潜在的光孤子模拟和实验诊断方案,并试图从理论上检验证实方案的可行性。
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数据更新时间:2023-05-31
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