A Physical Review Letters-ben megjelenő cikk -Donkó Zoltán (Wigner_SZFI) társszerzővel- egy alapvető plazmafizikai transzportprobléma újragondolása.
Az elektromosan töltött részecskék közötti Coulomb-szórás számos fizikai rendszerben alapvető szerepet játszik a részecskék transzportjában. A folyamat sajátossága, hogy hatáskeresztmetszete (a Rutherford-hatáskeresztmetszet) a Coulomb-kölcsönhatás hosszú hatótávolsága miatt végtelen nagy, emiatt be kell vezetni egy levágási tartományt, amin kívül a bináris ütközések helyett a környező részecskék kollektív (árnyékoló) hatásával lehet számolni. A levágási hossz definiálja az ún. „Coulomb-logaritmust”, ami az összes kapcsolódó ütközési hatáskeresztmetszetben, valamint a Boltzmann és Fokker-Planck transzportegyenletekben is megjelenik. A cikkben bemutatták, hogy a Coulomb-logaritmus korrekcióra szorul azokban az esetekben, ahol a töltött részecskék egymás közti ütközéseik mellett semleges részecskékkel is kölcsönhatnak (pl. részben ionizált plazmákban). Ezáltal a részecskék transzportjellemzői lényegesen módosulhatnak az eddig hagyományosan használt „klasszikus” Coulomb-logaritmussal végzett számítások predikcióihoz képest olyan esetekben, amikor a semleges részecskékkel való ütközések frekvenciája összemérhetővé válik a plazmafrekvenciával. A módosított Coulomb-logaritmussal ilyen általános esetekben is pontos eredmények kaphatók a részecsketranszport jellemzőire.
Ábra: Egy elektron trajektóriája részlegesen ionizált (semleges atomokból, ionokból és elektronokból álló) plazmában. A trajektóriát a töltött részecskékkel való hosszú hatótávolságú Coulomb kölcsönhatás, illetve a semleges atomokkal való ütközések határozzák meg. A közeli töltött részecskékkel történő kölcsönhatás bináris ütközésként kezelhető, a távolabbi töltött részecskék hatása kollektív módon jelentkezik.
A cikk a következő linken érhető el: https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.123.025004
Cikk: Modification of the Coulomb Logarithm due to Electron-Neutral Collisions
G. J. M. Hagelaar, Z. Donko, and N. Dyatko
Phys. Rev. Lett. 123, 025004 – Published 10 July 2019
