激光等離子體相互作用的有效度規(guī)理論.pdf

1、近十年，人們發(fā)現(xiàn)許多不同的物質(zhì)系統(tǒng)和相互作用過程存在類似于愛因斯坦引力的時空結(jié)構(gòu)，如聲在運動流體中傳播時存在一個類似于引力度規(guī)的有效聲度規(guī)，慢光在運動的介質(zhì)中傳播時會形成“光黑洞”以及在超流背景下玻色愛因斯坦凝聚態(tài)中的原子波函數(shù)的相擾動也會有類似現(xiàn)象等。由于它不僅對廣義相對論的時空結(jié)構(gòu)和引力的研究提供了有效動力學(xué)和某些動力學(xué)方面的載體，更重要的是為廣義相對論的時空結(jié)構(gòu)和引力的研究提供了多種模擬實驗系統(tǒng)，所以類引力理論成為近些年引力領(lǐng)域研

2、究的熱點問題之一。 等離子體物理作為強場物理、相對論物理以及流體物理學(xué)的一個交叉領(lǐng)域，有非常廣闊的發(fā)展前景和重要的應(yīng)用。它是人們近年來研究的重要領(lǐng)域，而激光等離子體相互作用以及電子在激光等離子體相互作用中行為是其中一個重要的研究方向。本論文旨在用類引力理論對激光與等離子體相互作用進(jìn)行研究，遵循廣義相對論里場與物質(zhì)相互作用幾何化的思想，利用其中的有效度規(guī)、仿射聯(lián)絡(luò)等幾何量來描述等離子體介質(zhì)系統(tǒng)在光場下的電磁響應(yīng)，將光場與等離子體的

3、相互作用項轉(zhuǎn)換為贗黎曼幾何中的度規(guī)場和仿射聯(lián)絡(luò)，得出了以下結(jié)果(包括本論文的主要創(chuàng)新點)： (1)把激光等離子體相互作用等效為有效幾何，給出了等離子體中電子在有效時空下的有效度規(guī)，并在非相對論近似下,證明了這種有效度規(guī)的合理性。 (2)由單電子在等效物理時空中的廣義協(xié)變方程導(dǎo)出了具有合作響應(yīng)和集體運動特征的等離子體電子運動方程。 (3)從電子的運動方程中直接獲得了光場通過等離子體介質(zhì)作用至電子上的有質(zhì)動力和Abr