[논문 리뷰] Electron gas oscillations in plasma. Theory and applications

Maxim Dvornikov, S. Dvornikov|arXiv (Cornell University)|2003. 06. 21.

Cold Fusion and Nuclear Reactions참고 문헌 1인용 수 5

한 줄 요약

이 논문은 비선형 슈뢰딩거 방정식의 해를 사용하여 플라즈마 내 전자기체 진동의 양자역학적 모델을 제안하며, 구형 및 축대칭 전자 밀도 진동이 중심 또는 축에서 전자 밀도를 증가시켜 이온 기체 압력을 높인다고 보여준다. 이 메커니즘은 자연 화이어볼을 설명하는 데 기여하며, 자가일관된 장수명 플라즈마 구조를 통해 제어된 핵융합을 위한 새로운 길을 제시한다.

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.

연구 동기 및 목표

• 비선형 슈뢰딩거 방정식을 사용하여 플라즈마 내 전자기체 진동의 양자역학적 기술을 개발하기 위해.
• 전자 밀도 진동에 대한 구형 및 축대칭 해를 분석하기 위해.
• 대칭 중심 또는 축에서 전자 밀도 증가가 발생할 조건을 조사하기 위해.
• 이 메커니즘이 자연 화이어볼을 설명하고 제어된 핵융합을 가능하게 할 잠재력을 탐색하기 위해.
• 실험에서 관측된 장수명 구형 플라즈마 구조에 대한 이론적 기초를 제공하기 위해.

제안 방법

• 비선형 슈뢰딩거 방정식의 해를 이용하여 구형 및 축대칭 전자 밀도 진동에 대해 유도한다.
• N-입자 양자역학적 동역학을 기술하기 위해 3차원 물리 공간에서 연산자 없는 파동함수를 사용한다.
• 미세한 분포를 평균화하여 매크로스코픽 관측 가능 필드를 도출한다.
• 자기일관된 전자기장 하에서 전자기체 진동에 이 형식을 적용한다.
• 스칼라 및 벡터 포텐셜을 통해 쿠론 상호작용과 외부 전자기장 포텐셜을 포함한다.
• 장수명 플라즈마 구조 및 감마선 방출에 대한 실험 관측과의 비교를 통해 모델을 검증한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 플라즈마 내에서 구형 및 축대칭 전자 밀도 진동은 중심 또는 축에서 국소적인 전자 밀도 증가를 초래할 수 있는가?
• RQ2 이러한 진동과 그 안정성의 존재에 필요한 조건은 무엇인가?
• RQ3 전자 밀도 증가는 이온 기체 압력과 플라즈마 구조 형성에 어떻게 영향을 미치는가?
• RQ4 이 메커니즘은 화이어볼 형태로 관측된 장수명 고밀도 플라즈마 구조의 형성에 설명할 수 있는가?
• RQ5 이 메커니즘은 자가일관된 플라즈마 봉쇄를 통해 제어된 핵융합을 달성하는 데 실현 가능한가?

주요 결과

• 구형 대칭 시스템의 중심과 축대칭 시스템의 축에서 전자 밀도가 크게 증가한다.
• 이 전자 밀도 증가는 이온 기체 성분의 압력과 밀도를 증가시킨다.
• 모델은 실험 관측과 일치하는 장수명 안정 플라즈마 구조의 형성을 예측한다.
• 이 메커니즘은 실험 보고서의 딱딱한 감마선 방출과 진공 챔버 내 트랙 형성과도 일치하며, 높은 물질 밀도를 시사한다.
• 모델은 이러한 구조의 외부 층에서 초전도 전류가 순환할 수 있음을 시사하며, 안정성에 기여한다.
• 기존의 자기 봉쇄 핵융합 기술 외에 대안적 접근을 제공하며, 자가일관된 플라즈마 구조가 실현 가능한 에너지원이 될 수 있음을 제안한다.