[論文レビュー] Electron gas oscillations in plasma. Theory and applications

Maxim Dvornikov, S. Dvornikov|arXiv (Cornell University)|Jun 21, 2003

Cold Fusion and Nuclear Reactions参考文献 1被引用数 5

ひとこと要約

本稿では、非線形シュレーディンガー方程式の解を用いて、プラズマ内の電子ガス振動の量子力学的モデルを提案する。球対称および軸対称の電子密度振動が中心または軸に電子密度の増大を引き起こし、イオンガスの圧力を上昇させることを示している。このメカニズムは、自然発生する火球の現象を説明するものであり、自己整合的かつ長寿命なプラズマ構造を形成することで、制御核融合への新たな道筋を提供する。

ABSTRACT

We analyze the obtained solutions of the non-linear Shroedinger equation for spherically and axially symmetrical electrons density oscillations in plasma. The conditions of the oscillations process existence are examined. It is shown that in the center or on the axis of symmetry of the systems the static density of electrons enhances. This process results in the increasing of density and pressure of the ion gas. We suggest that this mechanism could occur in nature as rare phenomenon called the fireball and could be used in carrying out the research concerning controlled fusion. The description of the experiments, carried out for the purpose to generate long-lived spherical plasma structures, is presented.

研究の動機と目的

• 非線形シュレーディンガー方程式を用いて、プラズマ内における電子ガス振動の量子力学的記述を構築すること。
• 電子密度振動の球対称および軸対称解を分析すること。
• 対称性の中心または軸に電子密度の増大が生じる条件を調査すること。
• このメカニズムが自然発生火球の形成を説明できるか、および制御核融合を可能にする可能性を検討すること。
• 実験で観測された長寿命球状プラズマ構造の理論的基盤を提供すること。

提案手法

• 球対称および軸対称の電子密度振動に対して、非線形シュレーディンガー方程式の解を導出する。
• 3次元物理空間における演算子を用いない波動関数を用いて、N粒子量子力学的ダイナミクスを記述する。
• 微視的分布を平滑化することで、巨視的観測可能場を導出する。
• 形式的アプローチを、自己整合的電磁場下での電子ガス振動に適用する。
• スカラーおよびベクトルポテンシャルを用いて、クーロン相互作用および外部電磁ポテンシャルを組み込む。
• 実験観測された長寿命プラズマ構造およびガンマ線放射と比較することで、モデルの妥当性を検証する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 プラズマ内における球対称および軸対称の電子密度振動は、中心または軸に局所的な電子密度増大を引き起こすか？
• RQ2 このような振動およびその安定性が成立するための条件は何か？
• RQ3 電子密度の増大はイオンガス圧力およびプラズマ構造形成にどのように影響するか？
• RQ4 このメカニズムは、火球に類似した長寿命で高密度のプラズマ構造の形成を説明できるか？
• RQ5 このメカニズムは、自己整合的プラズマ閉じ込めを介して制御核融合を達成する可能性を有するか？

主な発見

• 球対称系の中心および軸対称系の軸において、電子密度が顕著に増大する。
• この電子密度の増大は、イオンガス成分の圧力および密度の上昇を引き起こす。
• モデルは、実験観測と整合する長寿命で安定なプラズマ構造の形成を予測する。
• このメカニズムは、実験報告におけるハードガンマ線放射および真空容器内での軌跡形成と整合的であり、高密度物質の存在を示唆する。
• モデルは、このような構造の外層に超伝導的電流が循環している可能性を示唆し、安定性を支持する。
• 従来の磁気閉じ込め核融合とは異なり、自己整合的プラズマ構造をエネルギー源として実現可能であるという代替的アプローチを提供する。