امواج سالیتونی غبار-صوتی در پلاسماهای غباری فضایی با توزیع غیرتعادلی

Abstract

در این مقاله، با به‌کارگیری جدیدترین یافته‌ها در مدل توزیع کاپا برای پلاسماهای فضایی غیرتعادلی، امواج غبار-صوتی در یک پلاسمای غباری شامل ذرات سنگین غبار با بار منفی و توزیعی از الکترون‌ها و پوزیترون‌های فوق‌گرمایی مطالعه شده‌اند. توزیع سرعت‌ها در این مدل توسط یک شاخص طیفی ناوردا ( ) که مستقل از تعداد درجات‌آزادی سیستم است، و پارامتر که معرف تعداد درجات‌آزادی سیستم است، برچسب زده می‌شود. در تحلیل خطی، رابطه پاشندگی امواج غبار-صوتی مطالعه شده است و در آنجا یک سرعت صوت تعمیم‌یافته وابسته به متغیرهای مسأله و دربرگیرنده حالت‌های تعادلی و غیرتعادلی محاسبه شده است. در تحلیل غیر‌خطی و با به‌کار گیری سرعت صوت به‌دست آمده، امواج غبار-صوتی سالیتونی با استخراج یک معادله انتگرال انرژی و تحلیل آن مطالعه شده‌اند. شرایط تشکیل چاه‌پتانسیل برای انتشار امواج سالیتونی غبار-صوتی، محدوده مجاز دقیق عدد ماخ و نقش پارامترهای سرعت سالیتون، شاخص طیفی و درجات‌آزادی وابسته به پتانسیل اختلالی ( ) در انتشار امواج سالیتونی غبار-صوتی به‌صورت پارامتری و عددی بررسی شده‌اند. نشان دادیم که آستانه عدد ماخ به شاخص آدیاباتیک ذرات با توزیع کاپا ارتباط دارد. به‌علاوه، وقوع سالیتون‌های غبار-صوتی با پلاریته منفی امکان‌پذیر است. حالت‌های نزدیک و دور از تعادل‌گرمایی مطالعه شده‌اند و نتیجه شده است که در نواحی دور از تعادل‌گرمایی، امکان وقوع سالیتون‌های زیرصوتی وجود دارد و در آن نواحی امواج غبار-صوتی سالیتونی با دامنه و شیب پالس بیشتر منتشر می‌شوند.