Поширення хвиль в анізотропній магнітно-квантованій іонній плазмі з захопленими електронами та позитронами
Анотація
Це дослідження розглядає вплив магнітно квантованих вироджених захоплених електронів та позитронів на іонно-акустичні ударні хвилі (ІАУХ) малої амплітуди в парній іонній плазмі за допомогою рівняння Захарова-Кузнецова-Бюргера (ZKB). Воно зосереджується на тому, як такі фактори, як магнітне квантування, вироджена температура, нормалізовані негативні іони, електрони, позитрони, анізотропний тиск та інші відповідні фізичні параметри з астрофізичного плазмового середовища, впливають на поширення ІАУХ, особливо в нелінійному режимі. Це дослідження досліджує, що існують два різних режими поширення хвиль — дозвуковий та надзвуковий, які демонструють мало відмінних характеристик у різних фізичних плазмових середовищах астрофізичного походження. Результати можуть допомогти в розумінні нелінійної динаміки та характеристик поширення хвиль у надщільній плазмі, що зустрічається в білих карликах та нейтронних зірках, де вплив захоплених електронів та позитронів, а також анізотропія іонного тиску, є значним, що ще потребує детального вивчення.
Завантаження
Посилання
A.A. Mamun, and P.K. Shukla, “Solitary waves in an ultrarelativistic degenerate dense plasma,” Phys. Plasmas, 17, 104504 (2010). https://doi.org/10.1063/1.3491433
W.M. Moslem, “Self-similar expansion of white dwarfs. Astrophys,” Space Sci. 342, 351-355 (2012). https://doi.org/10.1007/s10509-012-1185-4
N. Roy, S. Tasnim, and A.A. Mamun, “Solitary waves and double layers in an ultra-relativistic degenerate dusty electron-positron-ion plasma,” Phys. Plasmas, 19, 033705 (2012). https://doi.org/10.1063/1.3688877
I. Zeba, W.M. Moslem, and P.K. Shukla, “Ion solitary pulses in warm plasmas with ultrarelativistic degenerate electrons and positrons,” Astrophys. J. 750, 72 (2012). https://doi.org/10.1088/0004-637X/750/1/72
S.A. Shan, A. Ur-Rehman, and A. Mushtaq, “Ion-acoustic solitary waves in a positron beam plasma with electron trapping and nonextensivity effects,” Phys. Plasmas, 24, 032104 (2017). https://doi.org/10.1063/1.4978294
A.U. Rahman, S. Ali, A. Mushtaq, and A. Qamar, “Nonlinear ion acoustic excitations in relativistic degenerate, astrophysical electron–positron–ion plasmas,” J. Plasma Phys. 79, 817-823 (2013). https://doi.org/10.1017/S0022377813000524
B. Hosen, M.G. Shah, R.M. Hossen, and A.A. Mamun, “Ion-acoustic solitary waves and double layers in a magnetized degenerate quantum plasma,” IEEE Trans. Plasma Sci. 45, 3316-3327 (2017). https://doi.org/10.1109/TPS.2017.2766167
A. Abdikian, A. Saha, and S. Alimirzaei, “Bifurcation analysis of ion-acoustic waves in an adiabatic trapped electron and warm ion plasma.” J. Taibah Univ. Sci. 14, 1051-1058 (2020). https://doi.org/10.1080/16583655.2020.1798062
M.K. Islam, S. Biswas, N.A. Chowdhury, A. Mannan, M. Salahuddin, and A.A. Mamun, “Obliquely propagating ion‐acoustic shock waves in a degenerate quantum plasma,” Contrib. Plasma Phys. 62, 202100073 (2022). https://doi.org/10.1002/ctpp.202100073
M.M. Haider, and A.A. Mamun, “Ion-acoustic solitary waves and their multi-dimensional instability in a magnetized degenerate plasma,” Phys. Plasmas. 19, 102105 (2012). https://doi.org/10.1063/1.4757218
A. Abdikian, and B. Ghanbari, “On a modified Korteweg–de Vries equation for electrostatic structures in relativistic degenerate electron–positron plasma,” Results Phys. 48, 106399 (2023). https://doi.org/10.1016/j.rinp.2023.106399
M. Adnan, G. Williams, A. Qamar, S. Mahmood, and I. Kourakis, “Pressure anisotropy effects on nonlinear electrostatic excitations in magnetized electron-positron-ion plasmas,” Eur. Phys. J. D, 68, 1-15 (2014). https://doi.org/10.1140/epjd/e2014-50384-y
M.K. Deka, B. Pradhan, A.N. Dev, D. Mahanta, J. Manafian, and K.H. Mahmoud, “Shock Waves in Ion-Beam-Depleted Spin-Polarized Quantum Plasma with Ionic Pressure Anisotropy,” Plasma, 8, 3 (2025). https://doi.org/10.3390/plasma8010003
M. Ahmad, M. Adnan, and A. Qamar, “Magnetosonic shock waves in degenerate electron–positron–ion plasma with separated spin densities,” Phys. Fluids, 36, 087115 (2024). https://doi.org/10.1063/5.0216452
R. Jahangir, and S. Ali, “Nonlinear ion-acoustic waves in degenerate plasma with landau quantized trapped electrons,” Front. Phys. 9, 622820 (2021). https://doi.org/10.3389/fphy.2021.622820
H. Schamel, and B. Sarbeswar, “Analytical double layers,” Phys. Fluids, 26, 190-193 (1983). https://doi.org/10.1063/1.864006
H. Schamel, “Weak double layers: Existence, stability, evidence,” Z. fur Naturforsch. - J. Phys. Sci. 38, 1170-1183 (1983). https://doi.org/10.1515/zna-1983-1102
H. Schamel, and V.I. Maslov, “Adiabatic growth of electron holes in current-carrying plasmas,” Phys. Scr. 50, 42 (1994). https://doi.org/10.1088/0031-8949/1994/T50/006
V. Maslov, and H. Schamel, “Growing electron holes in drifting plasmas,” Phys. Lett. A, 178, 171-174 (1993). https://doi.org/10.1016/0375-9601(93)90746-M
R. Kaur, and N.S. Saini, “Ion acoustic shocks in a weakly relativistic ion-beam degenerate magnetoplasma,” Galaxies, 9, 64 (2021). https://doi.org/10.3390/galaxies9030064
M.J. Iqbal, W. Masood, H.A. Shah, and N.L. Tsintsadze, “Nonlinear density excitations in electron-positron-ion plasmas with trapping in a quantizing magnetic field,” Phys. Plasmas, 24, 014503 (2017). https://doi.org/10.1063/1.4973830
M.A. El-Borie, M. Abd-Elzaher, and A. Atteya, “Obliquely propagating ion-acoustic solitary and shock waves in magnetized quantum degenerate multi-ions plasma in the presence of trapped electrons,” Chin. J. Phys. 63, 258-270 (2020). https://doi.org/10.1016/j.cjph.2019.10.004
H.A. Shah, M.N.S. Qureshi, and N. Tsintsadze, “Effect of trapping in degenerate quantum plasmas,” Phys. Plasmas, 17, 032312 (2010). https://doi.org/10.1063/1.3368831
S.Y. El-Monier, and A. Atteya, “Dynamics of ion-acoustic waves in nonrelativistic magnetized multi-ion quantum plasma: the role of trapped electrons,” Waves Random Complex Media, 32, 299-317 (2022). https://doi.org/10.1080/17455030.2020.1772522
T. Yeashna, R.K. Shikha, N.A. Chowdhury, A. Mannan, S. Sultana, and A. Mamun, “Ion-acoustic shock waves in magnetized pair-ion plasma,” Eur. Phys. J. D, 75, 1-7 (2021). https://doi.org/10.1140/epjd/s10053-021-00139-y
N.A. Zedan, A. Atteya, W.F. El-Taibany, and S.K. El-Labany, “Stability of ion-acoustic solitons in a multi-ion degenerate plasma with the effects of trapping and polarization under the influence of quantizing magnetic field,” Waves Random Complex Media, 32, 728-742 (2022). https://doi.org/10.1080/17455030.2020.1798560
P. Halder, K.N. Mukta, and A.A. Mamun, “Nonlinear propagation of dust-ion-acoustic shock waves in a degenerate multi-species plasma,” Int. J. Cosmol. Astron. Astrophys. 1, 81-87 (2019). http://dx.doi.org/10.18689/ijcaa-1000119
S. Hussain, H. Ur-Rehman, and S. Mahmood, ” The effect of magnetic field quantization on the propagation of shock waves in quantum plasmas,” Phys. Plasmas. 26, 052105 (2019). https://doi.org/10.1063/1.5090181
M. Asaduzzaman, M.A.A. Mamun, and A.A. Mamun, “Obliquely Propagating Self-Gravitational Shock Waves in Non-Relativistic Degenerate Quantum Plasmas,” J. Eng. Sci. Technol. Rev. 15(1), 21-29 (2024). https://doi.org/10.3329/jes.v15i1.76030
M.K. Deka, and A.N. Dev, “Wave propagation with degenerate electron–positron in magnetically quantised ion beam plasma,” Pramana, 95, 65 (2021). https://doi.org/10.1007/s12043-021-02081-5
M. Irfan, S. Ali, and A.M. Mirza, “Solitary waves in a degenerate relativistic plasma with ionic pressure anisotropy and electron trapping effects,” Phys. Plasmas. 24, 052108 (2017). https://doi.org/10.1063/1.4981932
S. Jahan, T.S. Roy, B.E. Sharmin, N.A. Chowdhury, A. Mannan, and A.A. Mamun, “Magnetized ion-acoustic shock waves in degenerate quantum plasma,” arXiv preprint arXiv 2103, 15863 (2021). https://doi.org/10.48550/arXiv.2103.15863
A. Ur-Rahman, I. Kourakis, and A. Qamar, “Electrostatic solitary waves in relativistic degenerate electron–positron–ion plasma,” IEEE Trans. Plasma Sci. 43, 974-984 (2015). https://doi.org/10.1109/TPS.2015.2404298
M.K. Deka, D. Mahanta, A.N. Dev, J. Sarma, S.K. Mishra, E. Saikia, “Features of shock wave in a quantized magneto plasma under the influence of ionic pressure anisotropy and anisotropic viscosity,” AIP Conf. Proc. 2819, 070005 (2023). https://doi.org/10.1063/5.0137746
I. Alazman, B.S.T. Alkahtani, M. Ur-Rahman, and M.N. Mishra, “Nonlinear complex dynamical analysis and solitary waves for the (3+1)-D nonlinear extended Quantum Zakharov–Kuznetsov equation,” Results Phys. 58, 107432 (2024). https://doi.org/10.1016/j.rinp.2024.107432
W. Albalawi, M.M. Hammad, M. Khalid, A. Kabir, C.G. Tiofack, and S.A. El-Tantawy, “On the shock wave structures in anisotropy magnetoplasmas,” AIP Advances, 13, 105309 (2023). https://doi.org/10.1063/5.0173000
B. Boro, A.N. Dev, B.K. Saikia, and N.C. Adhikary, “Nonlinear dust ion acoustic shock wave structures in solar F corona region,” Phys. Plasmas, 27, 122901 (2020). https://doi.org/10.1063/5.0023283
B. Pradhan, B. Boro, A.N. Dev, J. Manafian, and N.A. Alkader, “Effect of ion anisotropy pressure in viscous plasmas: evolution of shock wave,” Nonlinear Dyn. 112, 17403-17416 (2024). https://doi.org/10.1007/s11071-024-09994-x
S. Jahan, B.E. Sharmin, N.A. Chowdhury, A. Mannan, T.S. Roy, and A.A. Mamun, “Electrostatic ion-acoustic shock waves in a magnetized degenerate quantum plasma,” Plasma, 4, 426-434 (2021). https://doi.org/10.3390/plasma4030031
T. Sarkar, S. Roy, S. Raut, and P.C. Mali, “Studies on the dust acoustic shock, solitary, and periodic waves in an unmagnetized viscous dusty plasma with two-temperature ions,” Braz. J. Phys. 53, 12 (2023). https://doi.org/10.1007/s13538-022-01221-5
Z. Iqbal, H.A. Shah, M.N.S. Qureshi, W. Masood, and A. Fayyaz, “Nonlinear dynamical analysis of drift ion acoustic shock waves in Electron-Positron-Ion plasma with adiabatic trapping,” Results Phys. 41, 105948 (2022). https://doi.org/10.1016/j.rinp.2022.105948
A. Atteya, M.A. El-Borie, G.D. Roston, A.A.S. El-Helbawy, P.K. Prasad, and A. Saha, “Ion-acoustic stable oscillations, solitary, periodic and shock waves in a quantum magnetized electron–positron–ion plasma,” Z. fur Naturforsch. - J. Phys. Sci. 76, 757 768 (2021). https://doi.org/10.1515/zna-2021-0060
S.N. Chow, and J.K. Hale, Methods of bifurcation theory, (Springer Science & Business Media, 2012).
J. Guckenheimer, and P. Holmes, Nonlinear oscillations, dynamical systems, and bifurcations of vector fields, (Springer Science & Business Media, 2013).
Авторське право (c) 2025 Баларам Прадхан, Апул Нарайан Дев, Манодж Кумар Дека
Цю роботу ліцензовано за Міжнародня ліцензія Creative Commons Attribution 4.0.
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
