عنوان

مطالعه امواج لانگمیر تحریک شده در اندرکنش باریكه الكترونی با پلاسمای فضایی

Number

پ۲۸۹۱۷

.Language of Text, Soundtrack etc

per

Title Proper

مطالعه امواج لانگمیر تحریک شده در اندرکنش باریكه الكترونی با پلاسمای فضایی

First Statement of Responsibility

‏‏فاطمه طهماسبی

Name of Publisher, Distributor, etc.

فیزیک

Date of Publication, Distribution, etc.

۱۴۰۱

Specific Material Designation and Extent of Item

۸۶ص.

Accompanying Material

سی دی

Dissertation or thesis details and type of degree

کارشناسی ارشد

Discipline of degree

نجوم و اختر فیزیک

Date of degree

۱۴۰۱/۱۱/۱۹

Text of Note

جهان اطراف ما به ویژه در خارج از جو زمین پر از پدیده های پرانرژی مانند شراره ها ، جت های پلاسمایی خارج شده از مرکز سیاه چاله ها و پولسار ها و ... می باشد. این پدیده ها باریکه ای از ذرات پر انرژی را به محیط پلاسمایی اطراف خود تزریق می کنند که همین مسئله، عامل ایجاد طیف گسترده ای از امواج الکترومغناطیسی است که توسط پژوهشگران بر روی زمین رصد می شوند. مطالعه امواج تولید شده بر اثر عبور باریکه ای از ذرات پرانرژی از درون پلاسما به ما کمک می کند تا درک بهتری از رویداد های فیزیکی اطرافمان داشته باشیم. مزایای مطالعه در اندرکنش باریکه-پلاسما را می توان در پیشرفت های حاصل شده از شتاب دهی ذرات در توکامک ها مشاهده کرد. در این پایان نامه مکانیسم تحریک و تولید امواج لانگمیر، تحت شرایط مختلف پرداخته ایم که به عنوان مادر امواج الکترومغناطیسی شناخته می شوند. اندرکنش باریکه- پلاسما را به وسیله کد EPOCH که به زبان فرترن نوشته شده است و به روش شبیه سازی ذره در سلول مطالعه کرده ایم. اثر تغییر پارامتر های مختلفی در پلاسما مانند چگالی، دما و سرعت ذرات باریکه بر روی امواج لانگمیر در این شبیه سازی بررسی شده است. از داده های خروجی در برنامه متلب برای رسم شکل ها و نمودار ها استفاده کرده ایم. نتایج به دست آمده به ما نشان می دهد که افزایش نسبت چگالی الکترون های باریکه به الکترون های زمینه باعث می شود که میدان های الکتریکی در مدت زمان کوتاه تری رشد پیدا کنند و انرژی الکترون های باریکه نیز در زمان کمتری به پلاسمای زمینه منتقل شود. همچنین میدان های الکتریکی تشکیل شده نیز شدت بیشتری دارند. با افزایش سرعت سوقی الکترون های باریکه نسبت به الکترون های زمینه ، مدت زمانی که طول می کشد تا سطح انرژی باریکه به طور قابل ملاحظه ای افت کند افزایش می یابد. اما در عوض مدت زمان لازم برای تحریک امواج و شکل گیری میدان های الکتریکی اولیه کاهش یافته است. این فرآیند، کاملا برعکس اثر تغییرات چگالی است . شدت میدان الکتریکی در اندرکنش باریکه-پلاسما برای الکترون هایی با دمای بالاتر، بسیار کمتر می باشد الکترون های باریکه در مدت زمان کمتری انرژی خود را به داخل محیط پلاسمایی تزریق میکند. از طرفی با توجه به توزیع ماکسولی ، هر چه دما بالا برود تعداد ذراتی که سرعت آنها کمتر از سرعت فاز موج لانگمیر است بیشتر شده در نتیجه الکترون های زمینه با سرعت بیشتری از میدان انرژی کسب می کنند و این باعث افزایش میرایی لاندائو می شود

Text of Note

The world around us, especially outside the Earth's atmosphere, is full of energetic phenomena such as flares, plasma jets out of the center of black holes and pulsars, etc. These phenomena inject a beam of energetic particles into the surrounding plasma environment, which is the cause of a wide range of electromagnetic waves that are observed by researchers on Earth. Studying the waves produced by the passage of a beam of energetic particles through the plasma helps us to have a better understanding of the physical events around us. The benefits of studying the beam-plasma interaction can be seen in the advances made in particle acceleration in tokamaks. In this thesis, we have studied the mechanism of excitation and production of Langmuir waves under different conditions, which are known as the mother of electromagnetic waves. We have studied the beam-plasma interaction using the EPOCH code written in Fortran language and using the particle simulation method in the cell. The effect of changing various parameters in plasma such as density, temperature and speed of beam particles on Longmuir waves has been investigated in this simulation. We have used the output data in the MATLAB program to draw figures and diagrams. The obtained results show us that increasing the density ratio of beam electrons to background electrons causes the electric fields to grow in a shorter period of time and the energy of the beam electrons is also transferred to the background plasma in a shorter time. Also, the electric fields are more intense. As the drift speed of the beam electrons increase relative to the background electrons, the time it takes for the beam energy level to drop significantly increase. But instead, the time required to stimulate the waves and form the initial electric fields has been reduced. This process is completely opposite to the effect of density changes. The intensity of the electric field in the beam-plasma interaction is much lower for electrons with a higher temperature, the beam electrons inject their energy into the plasma environment in a shorter period of time. On the other hand, according to the Maxwellian distribution, as the temperature increases, the number of particles whose speed is lower than the phase speed of the Langmuir wave increases, as a result, the field electrons gain energy at a faster rate, and this increases the Landau damping

Variant Title

Study of Langmuir waves excited in the interaction of an electron beam with space plasma

Entry Element

‏طهماسبی،

Part of Name Other than Entry Element

‏‏فاطمه

Relator Code

تهیه کننده

Entry Element

‏حسین پور،

Entry Element

‏فاضل مراغه ای،

Part of Name Other than Entry Element

‏محبوب

Part of Name Other than Entry Element

زهرا

Dates

استاد راهنما

Dates

استاد راهنما

Entry Element

‏تبریز