相対的類似性パラメータ

相対論的レーザープラズマ物理学において、相対論的相似性パラメータ Sは次のように定義される 無次元パラメータである。

${\displaystyle S={\frac {n_{e}}{a_{0}n_{cr}}}}$、

ここで、は電子プラズマ密度、は臨界プラズマ密度、は正規化されたベクトルポテンシャルです。ここで、は電子質量、は電子電荷、は光速、は電気真空誘電率、は レーザー周波数です。 ${\displaystyle {n_{e}}}$${\displaystyle {n_{cr}=\epsilon _{0}m_{e}\omega _{0}^{2}/e^{2}}}$${\displaystyle {a_{0}=eA/(m_{e}c)}}$${\displaystyle {m_{e}}}$${\displaystyle {e}}$${\displaystyle {c}}$${\displaystyle {\epsilon _{0}}}$${\displaystyle {\omega _{0}}}$

類似性の概念と類似性パラメータは、プラズマ物理学においてセルゲイ・ゴルディエンコによって初めて導入されました。^[1]これにより、相対論的に高密度のプラズマと低密度のプラズマを区別することができます。 ${\displaystyle {S}}$${\displaystyle {(S\gg 1)}}$${\displaystyle {(S\ll 1)}}$

相似性パラメータは、衝突のないヴラソフ方程式の基本的な対称性特性と関連しており、流体力学におけるレイノルズ数の相対論的プラズマ類似体です。ゴルディエンコは、相対論的極限 ( ) では、レーザープラズマダイナミクスは 3 つの無次元パラメータ、、に依存することを示しました。ここで、 はレーザーパルスの持続時間、 はレーザーウェストの一般的な半径です。相対論的相似性理論の主な結果は、次のようにまとめることができます。相互作用のパラメータ (プラズマ密度とレーザー振幅) が同時に変化してパラメータが一定のままである場合、電子のダイナミクスは同じままです。 ${\displaystyle {a_{0}\gg 1}}$${\displaystyle \omega _{0}\tau }$${\displaystyle {R\omega _{0}/c}}$${\displaystyle {S}}$${\displaystyle {\tau}}$${\displaystyle {R}}$${\displaystyle {S}}$

相似理論により、低密度プラズマと高密度プラズマ中の高速電子のエネルギーに対する非自明なべき乗則スケーリングを導くことができる。^[2]