Collective modes in free plasmas subjected to a radiation field

Abstract

In this study we report the effects of an external electromagnetic field on the collective properties of unmagnetized plasmas. The calculations are carried out in the semi-classical approximation, i.e., the electromagnetic field is treated classically and the electrons from a quantum mechanical viewpoint. The results show that the collective modes are damped away smoothly and in a smaller frequency range than those reported by previous studies. An exponential-like decay for the plasmon frequencies as a function of the external field amplitude is readily observed. The results of previous studies are successfully obtained . We also find that the single photon processes has a pronounced effect on the decrease of the frequency range of modulation.

Abordagens hamiltoniana e vlasoviana dos efeitos da interação onda-partícula em plasmas não colisionais

“…A partir dessa quantidade é possível obter a relação de dispersão para os modos coletivos longitudinais (eletrostáticos) permitidos para o plasma e assim, fazer uma descrição completa da dinâmica do sistema [39,45,40]. Na referência [37] discutimos modificações para a constante dielétrica (2.2.47) e seus efeitos sobre os modos coletivos de um plasma não magnetizado quando consideramos a presença de um campo de radiação externo na aproximação de dipolo.…”

“…Nessa seção investigaremos os efeitos da presença de um campo externo de radiação sobre os modos não amortecidos discutidos na seção anterior. Para isso, partiremos da função dielétrica obtida em [81,37] de onde obtemos a seguinte equação para a relação de dispersão…”

“…Diferentemente do tratamento utilizado na referência [37], não faremos aqui uma expansão em série binomial do integrando em (5.4.29). Em vez disso, calcularemos numericamente essa integral nos mesmos moldes apresentados na referência [58].…”

“…k da equação (C.1) podem ser obtidas por meio de uma transformação unitária nas funções de onda Φ k do elétron livre [82,37], i.e,…”

“…Investigamos o espectro das oscilações não amortecidas em plasmas livres quando introduzimos uma distribuição de velocidades estacionária ligeiramente diferente de uma maxwelliana. Estudamos também o efeito da presença de um campo externo de radiação sobre as oscilações eletrônicas em plasmas livres e plasmas magnetizados [37,38].…”