امواج ضربه غبار- یون- صوتی در پلاسمای غبار چهار مؤلفه‌ای در حضور میدان مغناطیسی

قاسملو, مریم

doi:10.24200/nst.2022.1350

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسنده

مریم قاسملو

گروه فیزیک، واحد یادگار امام خمینی (ره) شهر ری، دانشگاه آزاد اسلامی، صندوق پستی: 144-18155، تهران- ایران

https://doi.org/10.24200/nst.2022.1350

چکیده

در این کار، معادله زاخاروف- کوزنتسف بورگر برای امواج ضربه غبار- یون- صوتی در پلاسمای غبار چهار مؤلفه‌ای در حضور میدان مغناطیسی با استفاده از روش اختلال کاهشی استاندارد و مدل هیدرودینامیکی مورد بررسی قرار گرفت. محیط پلاسمای مورد بررسی، بدون برخورد و شامل الکترون‌ها و پوزیترون‌های بدون اینرسی با تابع توزیع فرمی- دیراک، یون‌های سرد کلاسیکی و ذرات غبار با بار منفی متغیر می‌باشد. با در نظرگیری یک میدان مغناطیسی خارجی در جهت دلخواه، رفتار امواج ضربه غبار- یون- صوتی با تغییر عبارت مربوط به پتانسیل بوهم (H)، عبارت مربوط به شدت میدان مغناطیسی (Ω_c)، چگالی ذرات غبار (d)، کسینوس جهت‌گیری میدان مغناطیسی (l) و ویسکوزیته یون‌ها (η˳)، مورد بررسی قرار گرفت. نتایج بررسی‌های انجام شده می‌تواند برای مطالعه مکانیزم فیزیکی انتشار امواج غیرخطی ضربه غبار- یون-صوتی در آزمایشگاه و پلاسمای فضایی یا هرکجا که الکترون‌ها و پوزیترون‌های کوانتومی و ذرات غبار وجود داشته باشند، مفید واقع شوند.

کلیدواژه‌ها

20.1001.1.17351871.1401.43.1.7.0

عنوان مقاله [English]

Dust-ion acoustic shock wave in four-component magnetized dusty plasma

نویسنده [English]

M. Ghasemloo

Department of Physics, Yadegar-e-Imam Khomeini (RAH) Shahr e Rey Branch, Islamic Azad University, P.O.Box: 144-18155, Tehran-Iran

چکیده [English]

The Zakharov-Kuznetsov-Burgers (ZKB) equation for the Dust Ion Acoustic (DIA) Shock waves in four-component magnetized dusty plasma using standard reductive perturbation technique and hydrodynamics model have been theoretically investigated. Plasma medium is collisionless and contains inertia less Fermi-Dirac distributed electrons and positrons, cold classical ions, and damaging dust grains, which are affected by dust charge variations. By considering an external magnetic field in the desired direction, It can be seen that the specifications of DIA shock waves are significantly affected by the quantum Bohm potential term (H), magnetic field strength (Ω_c), dust concentration (d), direction cosines (l), and viscosity of ions (η˳). The present research results can help study the physical mechanism of nonlinear propagation of DIA shock waves in laboratory and space plasmas where quantum electrons and positrons, dust particles, and ions can exist.

کلیدواژه‌ها [English]

Zakharov–Kuznetsov–Burgers equation (ZKB)
Dust-ion-acoustic shock waves
Fermi-Dirac distribution function

مراجع

1. P.K. Shukla, A.A. Mamun, Introduction to Dusty Plasma Physics (Institute of Physics, Bristol 2002).

2. M. Tribeche, M. Bacha, Dust-acoustic shock waves in a charge varying electronegative magnetized dusty plasma with suprathermal electrons, Phys. Plasmas, 19, 123706 (2012).

3. M. Shahmansouri, H. Alinejad, Effect of electron nonextensivity on oblique propagation of arbitrary ion acoustic waves in a magnetized plasma, Astrophys. Space Sci. 344, 463 (2013).

4. P.K. Shukla, A survey of dusty plasma physics, Phys. Plasmas, 8, 1791 (2001).

5. A.A. Mamun, Effects of adiabaticity of electrons and ions on dust-ion-acoustic solitary waves, Phys. Lett. A 372, 1490 (2008).

6. W.M. Moslem, R. Sabry, Zakharov-Kuznetsov-Burgers equation for dust ion acoustic waves, Chaos Solitons Fractals, 36, 628 (2008).

7. P.K. Shukla, Nonlinear waves and structures in dusty plasmas, Phys. Plasmas, 10, 1619 (2003).

8. H. Wang, K. Zhang, Dust-ion acoustic shock waves in a dusty multi-ion plasma with negatively dust-charge fluctuation, J. Korean Phys. Soc. 66, 203 (2015).

9. Y. Nakamura, Experiments on ion-acoustic shock waves in a dusty plasma, Phys. Plasmas, 9, 440 (2002).

10. P.K. Shukla, A.A. Mamun, Dust-acoustic shocks in a strongly coupled dusty plasma, IEEE Trans. Plasma. Sci., 29, 221 (2001).

11. M. Shalaby, et al, On the stability of obliquely propagating dust ion-acoustic solitary waves in hot adiabatic magnetized dusty plasmas, Phys. Plasmas. 16, 123706 (2009).

12. H.L. Zhen, et al, Dynamics of the Zakharov-Kuznetsov-Burgers equations in dusty plasmas, Phys. Plasmas. 20, 082311-8 (2013).

13. A. Barkan, N. D’Angelo, R.L. Merlino, Experiments on ion-acoustic waves in dusty plasmas, Planet. Space. Sci., 44, 239 (1996).

14. S. Ghosh, et al, Dust ion acoustic shock waves in a collision less dusty plasma, Phys. Lett. A 274, 162 (2000).

15. A. Abdikian, Nonlinear Propagation of Acoustic Soliton Waves in Dense Quantum Electron-Positron Magnetoplasma, WASET Journal, 11, 7 (2017).

16. N. Pishbin, M.R. Rouhani, The tanh solution of KdV-B equation in four-component quantum plasma by taking into account dust charge variation, Physics of Plasmas, 24, 123702 (2017).

17. T.S. Gill, A.S. Bains, N.S. Saini, Ion acoustic soliton in weakly relativistic magnetized electron–positron–ion plasma, Canadian Journal of Physics, 87, 861 (2009).

18. R.C. Davidson, J.E. Scherer, Methods in Nonlinear Plasma Theory, IEEE Trans. Plasma Sci, 1, 58 (1973).

19. W.M. Moslem, R. Sabry, Chaos, Zakharov–Kuznetsov–Burgers equation for dust ion acoustic waves, Solitons and Fractals, 36, 628 (2008).

20. N. Krall, A.W. Trivelpiece, Principles of plasma physics, (Mc Graw-Hill Inc 1973).

21. S.A. Elwakil, et al, Modified extended tanh-function method for solving nonlinear partial differential equations, Phys Lett A, 299, 179 (2002).

22. H. Demiray, A. Abdikian, Modulational instability of acoustic waves in a dusty plasma with nonthermal electrons and trapped ions, Chaos, Solitons and Fractals, 121, 50 (2019).

23. S. Hussain, N. Akhtar, Damped electrostatic structures in quantum plasmas, Physics of Plasmas, 24, 062109 (2017).

مجله علوم، مهندسی و فناوری هسته‌ای

امواج ضربه غبار- یون- صوتی در پلاسمای غبار چهار مؤلفه‌ای در حضور میدان مغناطیسی

مراجع

مراجع

دوره 43، شماره 1 - شماره پیاپی 99
فروردین 1401
صفحه 57-66

امواج ضربه غبار- یون- صوتی در پلاسمای غبار چهار مؤلفه‌ای در حضور میدان مغناطیسی

مراجع

مراجع

دوره 43، شماره 1 - شماره پیاپی 99فروردین 1401صفحه 57-66

دوره 43، شماره 1 - شماره پیاپی 99
فروردین 1401
صفحه 57-66