両極性拡散

両極性拡散とは、反対の電荷を持つ正と負の粒子（電子と陽イオンなど）が電場を介した相互作用により拡散することである。^[1]

血漿中

プラズマ物理学では、両極性拡散は準中性の概念に関連しています。ほとんどのプラズマでは、イオンに作用する力は電子に作用する力とは異なります。そのため、拡散、対流、またはその他のプロセスによって、一方の種が他方よりも速く輸送されると単純に予想されます。このような差動輸送に発散がある場合、電荷密度の変化が生じます。後者は、一方または両方の種の輸送を、それらが等しくなるように変えることができる電場を生成します。

最も単純な例は、磁化されていない真空に局在するプラズマです。(慣性核融合を参照してください。) 電子とイオンは両方とも、それぞれの熱速度で外側に向かって流れていきます。イオンが比較的冷たい場合、その熱速度は小さくなります。電子の熱速度は、その高温と低質量のために速くなります。電子が最初の体積から離れると、イオンの正電荷密度が残り、外側に向いた電場が発生します。この電場は電子に対しては減速するように、イオンに対しては加速するように作用します。結果として、イオンと電子は両方とも音速、で外側に向かって流れていきます。これは、電子の熱速度よりもはるかに小さいですが、通常、イオンの熱速度よりもはるかに大きくなります。 $v_{e}\approx {\sqrt {k_{B}T_{e}/m_{e}}}$ $c_{s}\approx {\sqrt {k_{B}T_{e}/m_{i}}}$

天体物理学では、「両極性拡散」は、たとえば星形成の初期段階など、プラズマから中性粒子が分離することを指します。この場合の中性粒子は、主に雲内の水素分子であり、プラズマと衝突して結合しなければ重力崩壊を起こします。プラズマはイオン（主に陽子）と電子で構成されており、これらは星間磁場に結びついているため、崩壊に抵抗します。分数電離が非常に低い（100万分の1以下）分子雲では、中性粒子が荷電粒子に遭遇することはめったにないため、星への崩壊（これは自由落下ではなく動的崩壊であることに注意）が完全に妨げられることはありません。^[2]^：285

固体状態で

イオン結晶の場合、拡散種のフラックスも電気的中性により結合している^[3]

参照

極風

参考文献

^ 「AMBIPOLARの定義」。
^ ツヴァイベル、エレン G. (2015)。「第11章両極性拡散」。ラザリア語では、アレクサンダー。デ・ゴウヴェイア・ダル・ピノ、エリザベート・M.メリオーリ、クラウディオ（編）。拡散媒体内の磁場。天体物理学と宇宙科学の図書館。 Vol. 407. ベルリン、ハイデルベルク：シュプリンガーベルリンハイデルベルク。土井：10.1007/978-3-662-44625-6。ISBN 978-3-662-44624-9。
^ Kizilyalli, M.; Corish, J.; Metselaar, R. (1999). 「固体中の拡散に関する用語の定義 (IUPAC 勧告 1999)」(PDF) . Pure Appl. Chem . 71 (7): 1307–1325. doi :10.1351/pac199971071307. S2CID 98142954.

さらに読む

ウェイバックマシンにおける両極性拡散の数学的分析（2013年11月7日アーカイブ）

[1] 「AMBIPOLARの定義」。

[2] ツヴァイベル、エレン G. (2015)。「第11章両極性拡散」。ラザリア語では、アレクサンダー。デ・ゴウヴェイア・ダル・ピノ、エリザベート・M.メリオーリ、クラウディオ（編）。拡散媒体内の磁場。天体物理学と宇宙科学の図書館。 Vol. 407. ベルリン、ハイデルベルク：シュプリンガーベルリンハイデルベルク。土井：10.1007/978-3-662-44625-6。ISBN 978-3-662-44624-9。

[3] Kizilyalli, M.; Corish, J.; Metselaar, R. (1999). 「固体中の拡散に関する用語の定義 (IUPAC 勧告 1999)」(PDF) . Pure Appl. Chem . 71 (7): 1307–1325. doi :10.1351/pac199971071307. S2CID 98142954.