非均匀非平面有界量子等离子体中不稳定性与集体激发

结题报告

项目介绍

AI项目解读

基本信息

批准号：
10975114
项目类别：
面上项目
资助金额：
38.0万
负责人：
薛具奎
依托单位：
西北师范大学
学科分类：
A2901.等离子体基本过程与特性
结题年份：
2012
批准年份：
2009
项目状态：
已结题
起止时间：
2010-01-01 至2012-12-31

项目参与者：
唐荣安；徐红萍；张科智；漆伟；李好財；马娟；刘国荣；
关键词：
量子等离子体局域化结构集体激发

项目摘要

结合理论分析和数值模拟，研究非均匀、非平面、有界复杂量子等离子体中线性和非线性集体激发，发展非均匀、非平面、有界复杂量子等离子体中线性和非线性波控制方程，揭示复杂量子等离子体中不稳定性特征及波动模态，分析由边界不稳定性、离子流不稳定性、非均匀不稳定性、非平面不稳定性等引起的纳米尺度局域化结构（如孤立子、激波、涡旋等）在系统中的传播特性及其相互作用特征。通过该课题的深入研究，有望揭示复杂量子等离子体中一类新的不稳定性特征、新模态、新物理现象。同时，与经典等离子体相比，研究量子等离子体中线性和非线性集体激发及其引起的相干结构的动力学行为具有尤为特殊和重要的实际意义－即与量子器件中量子信息的输送密切相关。

结项摘要

结合理论分析和数值模拟，研究了非均匀、非平面、有界复杂量子等离子体中线性和非线性集体激发及其不稳定性特征，揭示了非均匀性、非平面性、有界性以及量子效应、电子交换－关联效应、外加强电磁场（超强超短激光束）等对控制复杂量子等离子体中线性和非线性波方程、不稳定性特征及波动模态的修正，分析了由边界不稳定性、离子流不稳定性、非均匀不稳定性、非平面不稳定性、外场等引起的纳米尺度集体模及局域化结构特征，获得了复杂量子等离子体中一些新的不稳定性特征和模态。进一步讨论了一类量子器件（如柱形波导管、碳纳米管、场效应管、非简谐量子阱、周期量子阱等）中电子气体（表现为非均匀、非平面、有界特征）的不稳定性、集体动力学特性及诱导的物理现象（如太赫茨辐射等）。同时，为进一步揭示超冷量子等离子体（人们已在实验室借助超冷原子气体得以实现）相关集体特性，对超冷费米气体（与电子气有类似特性）在复杂外场中（往往是非均匀、非平面、有界的）的动力学行为、集体激发及稳定性开展了深入研究，对进一步深入认识非均匀、非平面、有界超冷量子等离子体性质打下了基础。. 经过三年努力，目前在相关领域取得了重要进展，研究成果发表SCI收录论文共计24篇，其中在App.Phys. Lett.发表1篇、Phys. Rev. A（E）发表6篇、Phys. Plasma发表2篇。在项目执行的过程中，有4名博士、15名硕士研究生参与到该项目中，其中毕业博士2名、硕士研究生9名，大多数研究生至少发表二篇SCI收录论文, 其中有6名研究生在Phys.Rev.A(E)发表论文，有2名研究生在Phys. Plasma发表论文。培养青年教师3名。