Relativistisk plasma - Relativistic plasma

Relativistiske plasmaer i fysikk er plasmaer som relativistiske korreksjoner til massen og hastigheten til en partikkel er viktige. Slike korreksjoner blir vanligvis viktige når et betydelig antall elektroner når hastigheter større enn 0,86 c ( Lorentz-faktor = 2).

Slike plasmaer kan opprettes enten ved å varme opp en gass til veldig høye temperaturer eller ved innvirkning av en høyenergi-partikkelstråle. Et relativistisk plasma med en termisk fordelingsfunksjon har temperaturer større enn rundt 260 keV, eller 3,0 GK (5,5 milliarder grader Fahrenheit), hvor omtrent 10% av elektronene har . Siden disse temperaturene er så høye, er de fleste relativistiske plasmaene små og korte, og er ofte resultatet av en relativistisk stråle som påvirker noe mål. (Mer verdslig kan "relativistisk plasma" betegne et normalt, kaldt plasma som beveger seg med en betydelig brøkdel av lysets hastighet i forhold til observatøren.)

Relativistiske plasmaer kan oppstå når to partikkelstråler kolliderer med hastigheter som er sammenlignbare med lysets hastighet og i kjernene til supernovaer. Plasmer som er varme nok til at andre partikler enn elektroner er relativistiske er enda mer sjeldne, siden andre partikler er mer massive og dermed krever mer energi for å akselerere til en betydelig brøkdel av lysets hastighet. (Omtrent 10% av protonene ville ha en temperatur på 481 MeV - 5,6 TK .) Fortsatt høyere energier er nødvendige for å oppnå et kvark-gluon-plasma .

De primære endringer i en plasma oppførsel når den nærmer seg den relativistiske regimet er små modifikasjoner av de ligninger som beskriver en ikke-relativistiske plasma og til kollisjon og interaksjons tverrsnitt . Ligningene kan også trenge endringer for å gjøre rede for parproduksjon av elektron-positronpar (eller andre partikler ved høyeste temperatur).

En plasma- dobbelt lag med et stort spenningsfall og sjiktseparasjon, kan akselerere elektroner til relativistisk hastigheter og produsere synkrotron stråling .

applikasjoner

Se også

Videre lesning

  • Physics Today Vol 56 nr. 3, s. 16 (mars 2003).
  • Physics Today Vol 56 nr. 6, s. 47 (juni 2003).


Stub-ikon

Denne plasmafysikkrelaterte artikkelen er en stubbe . Du kan hjelpe Wikipedia ved å utvide den .