Оператор зіткнень для незв’язаних електронів у моделі намагніченої плазми
DOI:
https://doi.org/10.15407/ujpe68.8.507Ключові слова:
оператор зiткнень для електронiв, зовнiшнє магнiтне поле, спектроскопiя плазмиАнотація
Форми спектральних лiнiй плазми мiстять iнформацiю щодо параметрiв плазми i можуть бути використанi для її дiагностики. Отримано формулу з функцiєю Мейєра для оператора зiткнень електронiв плазми в зовнiшньому магнiтному полi. В рамках деякого наближення розглядається взаємодiя мiж випромiнюючими системами (воднеподiбними йонами) та електронами плазми. Розраховано амплiтуду оператора зiткнень йонiв Ar+17, V+22, Cr+23, Fe+25 та Ag+46 в iнтервалi густин 1018–1026 см−3 при температурах 106–1010 К в дуже сильному магнiтному полi 100–10 000 T. Результати для Лайман-альфа лiнiї добре узгоджуються з експериментальними даними та iншими теоретичними результатами.
Посилання
A. Naam, M. Meftah, S. Douis et al. Spectral line broadening by relativistic electrons in plasmas: Collision operator. Advances in Space Research 54, 1242 (2014).
https://doi.org/10.1016/j.asr.2014.01.010
Sandrine Ferri, Annette Calisti, Caroline MossпїЅ et al. Ion dynamics effect on stark-broadened line shapes: A crosscomparison of various models. Atoms 2 (3), 299 (2014).
https://doi.org/10.3390/atoms2030299
A. Calisti, C. MossпїЅ, S. Ferri et al. Dynamic Stark broadening as the Dicke narrowing effect. Phys. Rev. E 81, 016406 (2010).
https://doi.org/10.1103/PhysRevE.81.016406
A. General, U. Shpenik. Modeling of gas discharge in water vapor. Ukr. J. Phys. 58, 116 (2013).
https://doi.org/10.15407/ujpe58.02.0116
M. Baranger. Simplified quantum-mechanical theory of pressure broadening. Phys. Rev. 111, 481 (1958).
https://doi.org/10.1103/PhysRev.111.481
M. Baranger. Problem of overlapping lines in the theory of pressure broadening. Phys. Rev. 111, 494 (1958).
https://doi.org/10.1103/PhysRev.111.494
S. Alexiou. Collision operator for isolated ion lines in the standard Stark-broadening theory with applications to the Z scaling in the Li isoelectronic series 3P-3S transition. Phys. Rev. A 49, 106 (1994).
https://doi.org/10.1103/PhysRevA.49.106
E. Sadeghzadeh Lari, H. Askari, M. Meftah et al. Calculation of electron density and temperature of plasmas by using new Stark broadening formula of helium lines. High Energy Density Physics 26, 68 (2018).
https://doi.org/10.1016/j.hedp.2018.01.001
K. Arif, M.T. Meftah, K. Chenini et al. Contribution of LiпїЅnard? Wiechert potential to the broadening of spectral lines by electron collisions. Phys. Plasmas 29, 093303 (2022).
https://doi.org/10.1063/5.0085698
P. Zeeman. The effect of magnetisation on the nature of light emitted by a substance. Nature 55, 347 (1897).
https://doi.org/10.1038/055347a0
S. Ferri, O. Peyrusse, A. Calisti. Stark-Zeeman line-shape model for multi-electron radiators in hot dense plasmas subjected to large magnetic fields. Matter Radiat. Extremes 7, 015901 (2022).
https://doi.org/10.1063/5.0058552
A. Raji, R. Rosato, J. Stamm et al. New analysis of Balmer line shapes in magnetic white dwarf atmospheres. Eur. Phys. J. D 75, 1 (2021).
https://doi.org/10.1140/epjd/s10053-021-00067-x
E. Oks. Influence of magnetic-field-caused modifications of trajectories of plasma electrons on spectral line shapes: Applications to magnetic fusion and white dwarfs? J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transf. 171, 15 (2016).
https://doi.org/10.1016/j.jqsrt.2015.10.026
E. Oks. Corrigendum to: ?Influence of magnetic-fieldcaused modifications of trajectories of plasma electrons on spectral line shapes: Applications to magnetic fusion and white dwarfs? J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transf. 175, 107 (2016).
https://doi.org/10.1016/j.jqsrt.2016.01.036
Ny Kieu, JoпїЅl Rosato, Roland Stamm et al. A new analysis of stark and zeeman effects on hydrogen lines in magnetized da white dwarfs. Atoms 5, 44 (2017).
https://doi.org/10.3390/atoms5040044
S.O. Kepler, I. Pelisoli, S. Jordan et al. Magnetic white dwarf stars in the sloan digital sky survey. Mon. Not. R. Astron. Soc. 429, 2934 (2013).
https://doi.org/10.1093/mnras/sts522
J.D. Landstreet, S. Bagnulo, G.G. Valyavin et al. On the incidence of weak magnetic fields in DA white dwarfs. Astron. Astrophys. 545, 1 (2012).
https://doi.org/10.1051/0004-6361/201219829
J. Rosato, N. Kieu, I. Hannachi et al. Stark-Zeeman line shape modeling for magnetic white dwarf and tokamak edge plasmas: Common challenges. Atoms 5 (4), 36 (2017).
https://doi.org/10.3390/atoms5040036
R. Brauer, S. Wolf, S. Reissl, F. Ober. Magnetic fields in molecular clouds: Limitations of the analysis of Zeeman observations. Astron. Astrophys. 601, 1 (2017).
https://doi.org/10.1051/0004-6361/201629001
L. Godbert-Mouret, M. Koubitia, R. Stamm et al. Spectroscopy of magnetized plasmas. Q. R. S. T. 71, 365 (2001).
https://doi.org/10.1016/S0022-4073(01)00082-6
E. Stambulchik, Y. Maron. Zeeman effect induced by intense laser light. Phys. Rev. Lett. E 113, 083002 (2014).
https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.113.083002
S. Fadhel, M.T. Meftah, K. Chenini. Quantum dynamics of hydrogen-like ions in a spatially nonuniform magnetic field: A possible application to fusion plasma. Atoms 6, 1 (2022).
https://doi.org/10.3390/atoms10010020
O. Loginov, O. Cheremnykh, V. Krivodubskij et al. Kinematic dynamo model of a solar magnetic cycle. Ukr. J. Phys. 67, 796 (2022).
https://doi.org/10.15407/ujpe67.11.796
S. Nasrin, M. Bose. Effect of two different electron temperatures in auroral ionosphere. Ukr. J. Phys. 67, 136 (2022).
https://doi.org/10.15407/ujpe67.2.136
J. Rosato, S. Ferri, R. Stamm. Influence of helical trajectories of perturbers on Stark Line shapes in magnetized plasmas. Atoms 6 (1), 12 (2018).
https://doi.org/10.3390/atoms6010012
S. Alexiou. Line shapes in a magnetic field: Trajectory modifications I: Electrons. Atoms 7 (2), 52 (2019).
https://doi.org/10.3390/atoms7020052
S. Alexiou. Line Shapes in a magnetic field: Trajectory modifictions II: Full collision-time statistics. Atoms 7 (4), 94 (2019).
https://doi.org/10.3390/atoms7040094
M.G. Haines, P.D. LePell, C.A. Coverdale et al. Ion viscous heating in a magnetohydrodynamically unstable Z pinch at over 2 × 10^9 Kelvin. Phys. Rev. Lett. 96, 075003 (2006).
https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.96.075003
D. Zenkhri, M. Meftah, F. Khelfaoui. Relativistic calculation of spectral line broadening by electron collisions in plasmas: Case of hydrogenic ions. Advances in Space Research 69, 3553 (2022).
Downloads
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Ліцензійний Договір
на використання Твору
м. Київ, Україна
Відповідальний автор та співавтори (надалі іменовані як Автор(и)) статті, яку він (вони) подають до Українського фізичного журналу, (надалі іменована як Твір) з одного боку та Інститут теоретичної фізики імені М.М. Боголюбова НАН України в особі директора (надалі – Видавець) з іншого боку уклали даний Договір про таке:
1. Предмет договору.
Автор(и) надає(ють) Видавцю безоплатно невиключні права на використання Твору (наукового, технічного або іншого характеру) на умовах, визначених цим Договором.
2. Способи використання Твору.
2.1. Автор(и) надає(ють) Видавцю право на використання Твору таким чином:
2.1.1. Використовувати Твір шляхом його видання в Українському фізичному журналі (далі – Видання) мовою оригіналу та в перекладі на англійську (погоджений Автором(ами) і Видавцем примірник Твору, прийнятого до друку, є невід’ємною частиною Ліцензійного договору).
2.1.2. Переробляти, адаптувати або іншим чином змінювати Твір за погодженням з Автором(ами).
2.1.3. Перекладати Твір у випадку, коли Твір викладений іншою мовою, ніж мова, якою передбачена публікація у Виданні.
2.2. Якщо Автор(и) виявить(лять) бажання використовувати Твір в інший спосіб, як то публікувати перекладену версію Твору (окрім випадку, зазначеного в п. 2.1.3 цього Договору); розміщувати повністю або частково в мережі Інтернет; публікувати Твір в інших, у тому числі іноземних, виданнях; включати Твір як складову частину інших збірників, антологій, енциклопедій тощо, то Автор(и) мають отримати на це письмовий дозвіл від Видавця.
3. Територія використання.
Автор(и) надає(ють) Видавцю право на використання Твору способами, зазначеними у п.п. 2.1.1–2.1.3 цього Договору, на території України, а також право на розповсюдження Твору як невід’ємної складової частини Видання на території України та інших країн шляхом передплати, продажу та безоплатної передачі третій стороні.
4. Строк, на який надаються права.
4.1. Договір є чинним з дати підписання та діє протягом усього часу функціонування Видання.
5. Застереження.
5.1. Автор(и) заявляє(ють), що:
– він/вона є автором (співавтором) Твору;
– авторські права на даний Твір не передані іншій стороні;
– даний Твір не був раніше опублікований і не буде опублікований у будь-якому іншому виданні до публікації його Видавцем (див. також п. 2.2);
– Автор(и) не порушив(ли) права інтелектуальної власності інших осіб. Якщо у Творі наведені матеріали інших осіб за виключенням випадків цитування в обсязі, виправданому науковим, інформаційним або критичним характером Твору, використання таких матеріалів здійснене Автором(ами) з дотриманням норм міжнародного законодавства і законодавства України.
6. Реквізити і підписи сторін.
Видавець: Інститут теоретичної фізики імені М.М. Боголюбова НАН України.
Адреса: м. Київ, вул. Метрологічна 14-б.
Автор: Електронний підпис від імені та за погодження всіх співавторів.
.png){kind=small}
