Published September 23, 2014 | Version v1
Publication Open

Electrostatic Solitary Waves in Pair-ion Plasmas with Trapped Electrons

Creators

  • 1. Abdul Wali Khan University Mardan
  • 2. Hazara University
  • 3. The University of Texas at San Antonio

Description

Electrostatic solitons in an unmagnetized pair-ion plasma comprising adiabatic fluid positive and negative ions and non-isothermal electrons are investigated using both arbitrary and small amplitude techniques. An energy integral equation involving the Sagdeev potential is derived, and the basic properties of large amplitude solitary structures are investigated. Various features of solitons differ in different existence domains. The effects of ion adiabaticity, particle concentration, and resonant electrons on the profiles of Sagdeev potential and corresponding solitary waves are investigated. The generalized Korteweg-de Vries equation with mixed-nonlinearity is derived by expanding the Sagdeev potential. Asymptotic solutions for different orders of nonlinearity are discussed for solitary waves. The present work is applicable to understanding the wave phenomena and associated nonlinear electrostatic perturbations in pair/bi-ion plasmas which may occur in space and laboratory plasmas.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

يتم فحص العوازل الكهروستاتيكية في بلازما أيونات زوجية غير ممغنطة تشتمل على أيونات موجبة وسالبة للسائل ثابت الحرارة وإلكترونات غير متساوية الحرارة باستخدام تقنيات السعة العشوائية والصغيرة. يتم اشتقاق معادلة تكامل الطاقة التي تنطوي على جهد Sagdeev، ويتم التحقيق في الخصائص الأساسية للهياكل الانفرادية ذات السعة الكبيرة. تختلف السمات المختلفة للعزل في مجالات الوجود المختلفة. يتم التحقيق في آثار ثبات الأيونات وتركيز الجسيمات والإلكترونات الرنانة على ملامح جهد ساغديف والموجات الانفرادية المقابلة. يتم اشتقاق معادلة Korteweg - de Vries المعممة ذات الخطية المختلطة من خلال توسيع إمكانات Sagdeev. تتم مناقشة الحلول المقاربة لأوامر مختلفة من اللاخطية للموجات الانفرادية. ينطبق العمل الحالي على فهم ظواهر الموجة والاضطرابات الكهروستاتيكية غير الخطية المرتبطة بها في البلازما الزوجية/ثنائية الأيونات التي قد تحدث في البلازما الفضائية والمخبرية.

Translated Description (French)

Les solitons électrostatiques dans un plasma de paires d'ions non magnétisés comprenant des ions positifs et négatifs de fluide adiabatique et des électrons non isothermes sont étudiés à l'aide de techniques arbitraires et de petites amplitudes. Une équation intégrale d'énergie impliquant le potentiel de Sagdeev est dérivée et les propriétés de base des structures solitaires de grande amplitude sont étudiées. Diverses caractéristiques des solitons diffèrent dans différents domaines d'existence. Les effets de l'adiabaticité ionique, de la concentration en particules et des électrons résonants sur les profils du potentiel de Sagdeev et des ondes solitaires correspondantes sont étudiés. L'équation généralisée de Korteweg-de Vries avec non-linéarité mixte est dérivée en élargissant le potentiel de Sagdeev. Des solutions asymptotiques pour différents ordres de non-linéarité sont discutées pour les ondes solitaires. Le présent travail est applicable à la compréhension des phénomènes d'ondes et des perturbations électrostatiques non linéaires associées dans les plasmas à paires/bi-ion qui peuvent se produire dans l'espace et les plasmas de laboratoire.

Translated Description (Spanish)

Los solitones electrostáticos en un plasma de iones pares no magnetizado que comprende iones positivos y negativos de fluidos adiabáticos y electrones no isotérmicos se investigan utilizando técnicas arbitrarias y de pequeña amplitud. Se deriva una ecuación integral de energía que involucra el potencial de Sagdeev, y se investigan las propiedades básicas de las estructuras solitarias de gran amplitud. Varias características de los solitones difieren en diferentes dominios de existencia. Se investigan los efectos de la adiabaticidad iónica, la concentración de partículas y los electrones resonantes en los perfiles del potencial de Sagdeev y las ondas solitarias correspondientes. La ecuación generalizada de Korteweg-de Vries con no linealidad mixta se deriva al expandir el potencial de Sagdeev. Se discuten soluciones asintóticas para diferentes órdenes de no linealidad para ondas solitarias. El presente trabajo es aplicable a la comprensión de los fenómenos ondulatorios y las perturbaciones electrostáticas no lineales asociadas en plasmas de pares/biiones que pueden ocurrir en plasmas espaciales y de laboratorio.

Files

s13538-014-0261-3.pdf.pdf

Files (373.9 kB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:c1715b7e3953601214eadf488110120d
373.9 kB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
موجات انفرادية كهروستاتيكية في بلازما زوجية مع إلكترونات محاصرة
Translated title (French)
Ondes électrostatiques solitaires dans des plasmas à paires d'ions avec des électrons piégés
Translated title (Spanish)
Ondas electrostáticas solitarias en plasma de iones emparejados con electrones atrapados

Identifiers

Other
https://openalex.org/W2073233678
DOI
10.1007/s13538-014-0261-3

Is supplement to
https://openalex.org/W4362663149 (Other)
https://openalex.org/W2786495534 (Other)
https://openalex.org/W2144642093 (Other)
https://openalex.org/W2107635830 (Other)
https://openalex.org/W2071014420 (Other)
https://openalex.org/W2061000623 (Other)
https://openalex.org/W2018146791 (Other)
https://openalex.org/W1983162983 (Other)
https://openalex.org/W1983085127 (Other)
https://openalex.org/W1967003934 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Pakistan

References

  • https://openalex.org/W1969050080
  • https://openalex.org/W1969515683
  • https://openalex.org/W1972258497
  • https://openalex.org/W1973494951
  • https://openalex.org/W1977646449
  • https://openalex.org/W1978562605
  • https://openalex.org/W1979243225
  • https://openalex.org/W1987627179
  • https://openalex.org/W1996001214
  • https://openalex.org/W2001369834
  • https://openalex.org/W2011943902
  • https://openalex.org/W2012329056
  • https://openalex.org/W2014444269
  • https://openalex.org/W2022076790
  • https://openalex.org/W2035312828
  • https://openalex.org/W2052279903
  • https://openalex.org/W2056785317
  • https://openalex.org/W2056827352
  • https://openalex.org/W2069232612
  • https://openalex.org/W2074527991
  • https://openalex.org/W2075010162
  • https://openalex.org/W2077021611
  • https://openalex.org/W2079670375
  • https://openalex.org/W2081450017
  • https://openalex.org/W2083267281
  • https://openalex.org/W2089435650
  • https://openalex.org/W2090924415
  • https://openalex.org/W2159810360
  • https://openalex.org/W2167759543
  • https://openalex.org/W2313311288
  • https://openalex.org/W2326093168
  • https://openalex.org/W2326280104