Published January 1, 2018 | Version v1
Publication Open

Fast magnetohydrodynamic cnoidal waves and solitons in electron-positron plasma

Creators

  • 1. Pakistan Institute of Nuclear Science and Technology
  • 2. Government College University, Lahore
  • 3. Tbilisi State University

Description

Linear and nonlinear propagation of fast magnetohydrodynamic waves (or magnetoacoustic waves) are studied in homogeneous, magnetized and warm collisionless electron-positron (e-p) plasma by using two fluid magnetohydrodynamic model. In the linear limit, the wave dispersion relation is obtained and wave dispersion effect which appears through inertial length in e-p plasma system is also discussed. Using reductive perturbation method, the Korteweg-de Vries (KdV) equation for small but finite wave amplitude of magnetoacoustic waves is derived with appropriate boundary conditions. The cnoidal wave and soliton solutions are obtained using well known Sagdeev potential approach for magnetoacoustic waves in e-p plasmas propagating in the direction perpendicular to the external magnetic field. The phase portrait analysis and numerical illustration of magnetoacoustic cnoidal waves and solitons is also presented by using the parameters such as magnetic field intensity, plasma density and temperature of electron and positron fluids for astrophysical plasma situations exist in the literature.

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

Translated Description (Arabic)

تتم دراسة الانتشار الخطي وغير الخطي للموجات الهيدروديناميكية المغناطيسية السريعة (أو الموجات المغناطيسية الصوتية) في بلازما الإلكترون بوزيترون (e - p) المتجانسة والممغنطة والدافئة عديمة الاصطدام باستخدام نموذجين هيدروديناميكيين مغناطيسيين للسوائل. في الحد الخطي، يتم الحصول على علاقة تشتت الموجة ويتم أيضًا مناقشة تأثير تشتت الموجة الذي يظهر من خلال الطول القصوري في نظام البلازما e - p. باستخدام طريقة الاضطراب الاختزالي، يتم اشتقاق معادلة Korteweg - de Vries (KdV) لسعة الموجة الصغيرة ولكن المحدودة للموجات المغناطيسية الصوتية مع الظروف الحدودية المناسبة. يتم الحصول على محاليل الموجة اللولبية والمنعزلة باستخدام نهج جهد Sagdeev المعروف للموجات المغناطيسية الصوتية في البلازما e - p المنتشرة في الاتجاه العمودي على المجال المغناطيسي الخارجي. كما يتم تقديم تحليل صورة الطور والتوضيح العددي للموجات الشبكية المغناطيسية الصوتية والانعزالات باستخدام المعلمات مثل شدة المجال المغناطيسي وكثافة البلازما ودرجة حرارة سوائل الإلكترون والبوزيترون لحالات البلازما الفيزيائية الفلكية موجودة في الأدبيات.

Translated Description (French)

La propagation linéaire et non linéaire d'ondes magnétohydrodynamiques rapides (ou ondes magnétoacoustiques) est étudiée dans un plasma d'électrons-positrons (e-p) homogène, magnétisé et chaud sans collision en utilisant deux modèles magnétohydrodynamiques fluides. Dans la limite linéaire, la relation de dispersion d'onde est obtenue et l'effet de dispersion d'onde qui apparaît à travers la longueur d'inertie dans le système plasma e-p est également discuté. En utilisant la méthode de perturbation réductrice, l'équation de Korteweg-de Vries (KdV) pour l'amplitude des ondes magnétoacoustiques petites mais finies est dérivée avec des conditions aux limites appropriées. Les solutions d'ondes cnoïdales et de solitons sont obtenues en utilisant une approche de potentiel de Sagdeev bien connue pour les ondes magnéto-acoustiques dans les plasmas e-p se propageant dans la direction perpendiculaire au champ magnétique externe. L'analyse de portrait de phase et l'illustration numérique des ondes cnoïdales magnéto-acoustiques et des solitons sont également présentées en utilisant les paramètres tels que l'intensité du champ magnétique, la densité du plasma et la température des fluides d'électrons et de positons pour les situations de plasma astrophysique existent dans la littérature.

Translated Description (Spanish)

La propagación lineal y no lineal de ondas magnetohidrodinámicas rápidas (u ondas magnetoacústicas) se estudia en plasma de electrones-positrones (e-p) homogéneo, magnetizado y sin colisión caliente mediante el uso de dos modelos magnetohidrodinámicos fluidos. En el límite lineal, se obtiene la relación de dispersión de onda y también se discute el efecto de dispersión de onda que aparece a través de la longitud inercial en el sistema de plasma e-p. Utilizando el método de perturbación reductiva, la ecuación de Korteweg-de Vries (KdV) para la amplitud de onda pequeña pero finita de las ondas magnetoacústicas se deriva con las condiciones de contorno apropiadas. Las soluciones de ondas cnoidales y solitones se obtienen utilizando un enfoque de potencial Sagdeev bien conocido para ondas magnetoacústicas en plasmas e-p que se propagan en la dirección perpendicular al campo magnético externo. El análisis de retrato de fase y la ilustración numérica de ondas cnoidales magnetoacústicas y solitones también se presenta mediante el uso de parámetros como la intensidad del campo magnético, la densidad del plasma y la temperatura de los fluidos de electrones y positrones para situaciones de plasma astrofísico existentes en la literatura.

Files

1.4993651.pdf

Files (93 Bytes)

⚠️ 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:b0d506893d4802090edf1644f5f082cd
93 Bytes
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
موجات مغناطيسية هيدروديناميكية سريعة وعزل في بلازما الإلكترون- بوزيترون
Translated title (French)
Ondes cnoïdales et solitons magnétohydrodynamiques rapides dans le plasma électron-positon
Translated title (Spanish)
Ondas cnoidales y solitones magnetohidrodinámicos rápidos en plasma electrón-positrón

Identifiers

Other
https://openalex.org/W2783545941
DOI
10.1063/1.4993651

Is supplement to
https://openalex.org/W2263050974 (Other)
https://openalex.org/W2094440218 (Other)
https://openalex.org/W2076005551 (Other)
https://openalex.org/W2065499882 (Other)
https://openalex.org/W2052149216 (Other)
https://openalex.org/W2012493829 (Other)
https://openalex.org/W1994280379 (Other)
https://openalex.org/W1974601287 (Other)
https://openalex.org/W1497405253 (Other)
https://openalex.org/W100186175 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Pakistan

References

  • https://openalex.org/W1489235187
  • https://openalex.org/W1958065315
  • https://openalex.org/W1967098571
  • https://openalex.org/W1970116105
  • https://openalex.org/W1974819556
  • https://openalex.org/W1979525725
  • https://openalex.org/W1987799098
  • https://openalex.org/W1990251559
  • https://openalex.org/W1993479146
  • https://openalex.org/W1994035680
  • https://openalex.org/W1999577740
  • https://openalex.org/W2011936137
  • https://openalex.org/W2013416756
  • https://openalex.org/W2015107697
  • https://openalex.org/W2018829983
  • https://openalex.org/W2019284952
  • https://openalex.org/W2020874376
  • https://openalex.org/W2028998331
  • https://openalex.org/W2032324667
  • https://openalex.org/W2033463830
  • https://openalex.org/W2033566302
  • https://openalex.org/W2037556831
  • https://openalex.org/W2044696519
  • https://openalex.org/W2044796531
  • https://openalex.org/W2045317246
  • https://openalex.org/W2049169548
  • https://openalex.org/W2057041299
  • https://openalex.org/W2074014429
  • https://openalex.org/W2081746254
  • https://openalex.org/W2082786462
  • https://openalex.org/W2085610647
  • https://openalex.org/W2089870685
  • https://openalex.org/W2090390491
  • https://openalex.org/W2091440499
  • https://openalex.org/W2094634111
  • https://openalex.org/W2100152373
  • https://openalex.org/W2159908524
  • https://openalex.org/W2319424662
  • https://openalex.org/W2320885615
  • https://openalex.org/W2334697243
  • https://openalex.org/W2484134102
  • https://openalex.org/W2752581331
  • https://openalex.org/W4230182370