جذب لانداو

جذب لانداو در فیزیک به معنی اثر جذب ( کاهش نمایی در طول زمان ) امواج طولی بار فضا در پلاسما یا یک محیط مشابه آن است که از رشد ناپایداری جلوگیری کرده و یک ناحیه پایدار در فضای پارامتر می سازد. این پدیده نام خود را از کاشف و فیزیکدان برجسته اهل شوروی لِو داویدوویچ لانداو ( ۱۹۰۸–۱۹۶۸ ) برگرفته است. [ ۱] [ ۲] بعداً دونالد لیندن بل استدلال کرد که یک پدیده مشابه در دینامیک کهکشانی رخ داده است، [ ۳] جایی که برهمکنش گاز الکترون ها با نیروهای الکترواستاتیک، با برهمکنش «گاز ستاره ها» با نیروهای گرانشی، جابجا شده است. [ ۴] جذب لانداو می تواند به طور دقیق در شبیه سازی های عددی مثل particle - in - cell اداره و تنظیم بشود. [ ۵] وجود تجربی این پدیده تقریباً دو دهه بعد از پیش بینی تئوری لانداو در سال ۱۹۴۶ توسط مالمبرگ و وارتون در سال ۱۹۶۴ اثبات شد. [ ۶] [ ۷]
به دلیل تبادل انرژی بین یک موج الکترومغناطیسی با سرعت فیزیکی v ph و ذرات در پلاسما با سرعت تقریباً برابر با v ph ، که می تواند به شدت با موج در تعامل باشد، جذب لانداو رخ می دهد. [ ۸] این ذرات با سرعت اندکی کمتر از v ph برای حرکت با سرعت فاز موج از میدان الکتریکی موج شتاب می گیرند، در حالی که ذرات با سرعت اندکی بزرگتر از v ph شتاب منفی می گیرند و انرژی خود را به موج منتقل می کنند: ذرات تمایل دارند با موج همگام شوند. این موضوع به صورت آزمایشی با یک لامپ مایکروویو انجام شده است. [ ۹]
در یک پلاسما MHD ایده آل، سرعت ذرات تقریباً یک تابع توزیع ماکسولی دارد. اگر شیب تابع منفی باشد، تعداد ذرات با سرعت کمی کمتر از سرعت فاز موج بیشتر از تعداد ذرات با سرعت کمی بیشتر از سرعت فاز موج، است. از این رو، ذرات بیشتری از موج انرژی می گیرند تا ذراتی که به موج انرژی می دهند، که منجر به جذب موج می شود. اگر، با این حال، شیب تابع مثبت باشد، تعداد ذرات با سرعت کمی کمتر از سرعت فاز موج، کمتر از تعداد ذرات با سرعت کمی بیشتر از سرعت فاز موج است. از این رو، ذرات بیشتری به موج انرژی می دهند تا آنهایی که انرژی می گیرند، که منجر به افزایش انرژی موج می شود.
تئوری ریاضی جذب لانداو تا حدودی گفته شده است - بخش زیر را ببینید. با این حال، یک تفسیر فیزیکی ساده وجود دارد که، اگر چه به طور کامل درست نیست، اما به تصویر کشیدن این پدیده کمک می کند.