Вплив нетеплових електронів та неекстенсивних позитронів на особисті хвилі в багатокомпонентній пиловій плазмі
Анотація
У цьому дослідженні ми вивчали існування та характеристики солітонів у немагнітній запиленій плазмі, що складається з холодних іонів, негативно заряджених пилових частинок, позитивно заряджених пилових частинок, нетеплових електронів та неекстенсивних позитронів. Властивості солітонів зазвичай вивчаються за допомогою методу редукційних збурень та методу потенціалу Сагдеєва. Ми вивели інтегральне рівняння енергії, використовуючи метод потенціалу Сагдеєва. Ми також обговорили зміну потенціалу Сагдеєва для різних значень параметрів, що беруть участь у нашій моделі плазми. Неекстенсивний параметр (q), нетепловий параметр (β), коефіцієнт густини заряду позитивно зарядженого пилу (δ+), коефіцієнт густини заряду негативно зарядженого пилу (δ_), коефіцієнт густини позитронів до іонів (δp), коефіцієнт густини електронів до іонів (δe), коефіцієнт температури електронів до позитронів (σp) та число Маха (M) впливають на амплітуду солітонів. Наше дослідження показує, що нетермальність електронів та неекстенсивність позитронів суттєво змінюють характеристики солітонів. Результати нашого дослідження можуть бути корисними для вивчення плазми в космічних середовищах, таких як кометні хвости та міжзоряні хмари.
Завантаження
Посилання
S. Dalui, and A. Bandyopadhyay, “Effect of Landau damping on ion acoustic solitary waves in a collisionless unmagnetized plasma consisting of nonthermal and isothermal electrons,” Indian J Phys, 95, 367–381 (2021). https://doi.org/10.1007/s12648-020-01731-5
A.S.M. Moinuddin, M. S. Alam, and M.R. Talukder, “Head-on collision of ion-acoustic waves in multi-component unmagnetized plasmas,” Waves in Random and Complex Media, 32(6), 2657-2676 (2022). https://doi.org/10.1080/17455030.2020.1859163
M.G. Hafez, M.R. Talukder, and M.H. Ali, “Nonlinear propagation of weakly relativistic ion-acoustic waves in electron–positron–ion plasma,” Pramana, 87(5), 70 (2016). https://doi.org/10.1007/s12043-016-1275-x
P. Halder, A. Bandyopadhyay, and S. Sardar, “Arbitrary Amplitude Dust–Ion Acoustic Solitary Structures in Five Components Unmagnetized Plasma,” Plasma Phys. Rep. 49, 467–483 (2023) https://doi.org/10.1134/S1063780X22601225
A.E. Dubinov and D.Y. Kolotkov, “Ion-acoustic supersolitons in plasma,” Plasma Phys. Rep. 38, 909–912 (2012). https://doi.org/10.1134/S1063780X12100054
M.N. Islam, M.G. Hafez, and U.K. Deb, “Heavy Ion-Acoustic Soliton and Dressed Soliton in an Unmagnetized Weakly and Strongly Coupled Plasma,” Braz. J. Phys. 52, 158 (2022). https://doi.org/10.1007/s13538-022-01141-4
G.S. Lakhina, A.P. Kakad, S.V. Singh, and F. Verheest, “Ion- and electron-acoustic solitons in two-electron temperature space plasmas,” Phys. Plasmas, 15(6), 062903 (2008). https://doi.org/10.1063/1.2930469
M.G. Hafez, and M.R. Talukder, “Ion acoustic solitary waves in plasmas with nonextensive electrons, Boltzmann positrons and relativistic thermal ions,” Astrophys. Space Sci. 359, 27 (2015). https://doi.org/10.1007/s10509-015-2480-7
M. O. Rahman, M. G. Hafez, S. Barua, and M. A. Kauser, “Ion acoustic solitons and periodic waves with dynamical features around the supercritical values in relativistic unmagnetized plasmas,” Physica Scripta, 100(2), 025201 (2025). https://doi.org/10.1088/1402-4896/ada20b
U. Imon, and M. S. Alam, “Consequence of head-on collision of ion acoustic waves in unmagnetized plasmas having generalized (r, q) distributed electrons and positrons,” Waves in Random and Complex Media, 1–28. (2023). https://doi.org/10.1080/17455030.2023.2280910
H. Ur-Rehman and S. Mahmood, “Higher order contribution to ion-acoustic Korteweg–de Vries (KdV) soliton in unmagnetized quantum plasmas with arbitrary degeneracy of electrons,” Physica Scripta, 99(7), 075608. (2024). https://doi.org/10.1088/1402-4896/ad52f8
H. Alinejad, “Non-linear localized ion-acoustic waves in electron–positron–ion plasmas with trapped and non-thermal electrons,” Astrophys. Space Sci. 325, 209–215 (2010). https://doi.org/10.1007/s10509-009-0177-5
M.G. Hafez, M.R. Talukder and R. Sakthivel, “Ion acoustic solitary waves in plasmas with nonextensive distributed electrons, positrons and relativistic thermal ions,” Indian J Phys, 90, 603–611 (2016). https://doi.org/10.1007/s12648-015-0782-9
T. Kaladze, S. Mahmood and H. Ur-Rehman, “Acoustic nonlinear periodic (cnoidal) waves and solitons in pair-ion plasmas,” Physica Scripta, 86(3), 035506. (2012). https://doi.org/10.1088/0031-8949/86/03/035506
P. Mandal, T.K. Maji, U.K. Samanta and M. K. Ghorui, “Head-on collision of ion-acoustic KP solitons in unmagnetized e-p-i plasma,” Indian J. Phys. 99, 4833–4843 (2025). https://doi.org/10.1007/s12648-025-03631-y
M.M. Alam and M.S. Alam, “Study of Time-Fractional Dust Ion Acoustic Waves Propagation in Collisionless Unmagnetized Dusty Plasmas,” Braz. J. Phys. 54, 192 (2024) https://doi.org/10.1007/s13538-024-01562-3
M. Khalid, A. Khan, M. Khan, F. Hadi, and A. Rahman, “Dust Ion Acoustic Solitary Waves in Unmagnetized Plasma with Kaniadakis Distributed Electrons,” Braz J Phys, 51, 60–65 (2021). https://doi.org/10.1007/s13538-020-00807-1
R. Bharuthram and P.K. Shukla, “Large amplitude ion-acoustic solitons in a dusty plasma,” Planetary and Space Science, 40(7), 973-977 (1992) https://doi.org/10.1016/0032-0633(92)90137-D.
R.S. Tiwari, and M.K. Mishra, “Ion-acoustic dressed solitons in a dusty plasma,” Phys. Plasmas 13(6), 062112 (2006) https://doi.org/10.1063/1.2216936
S.K. El-Labany, and W.F. El-Taibany, “Effect of dust-charge variation on dust acoustic solitary waves in a dusty plasma with trapped electrons,” Journal of plasma physics, 70(1), 69-87 (2004). https://doi.org/10.1017/S0022377803002460
S. Das, “Weak Relativistic Effect in the Formation of Ion-Acoustic Solitary Waves in Dusty Plasma,” IEEE Transactions on Plasma Science, 50, 2225-2229 (2022). https://doi.org/10.1109/TPS.2022.3181149
M. Shahmansouri, and M. Tribeche, “Large amplitude dust ion acoustic solitons and double layers in dusty plasmas with ion streaming and high-energy tail electron distribution,” Commun. Theor. Phys. 61, 377 (2014). https://doi.org/10.1088/0253-6102/61/3/18
S. Das, “Propagation of dust ion acoustic solitary waves in dusty plasma with Boltzmann electrons,” J. Phys.: Conf. Ser. 1290, 012025 (2019). https://doi.org/10.1088/1742-6596/1290/1/012025
R. Tomar, H.K. Malik, and R.P. Dahiya, “Reflection of ion acoustic solitary waves in a dusty plasma with variable charge dust,” J. Theor. Appl. Phys. 8, 126 (2014). https://doi.org/10.1007/s40094-014-0126-8
M. Das, B. Madhukalya, and R. Das, “Ion acoustic solitary waves in multicomponent plasmas: influence of ion drift velocity and nonthermal electrons,” Heat Transfer, 53, 2062-2072 (2024). https://doi.org/10.1002/htj.23027
S.V. Singh, and G.S. Lakhina, “Electron acoustic solitary waves with non-thermal distribution of electrons,” Nonlinear Processes in Geophysics, 11(2), 275-279 (2004). https://doi.org/10.5194/npg-11-275-2004
T.S. Gill, H. Kaur, and N.S. Saini, “Small amplitude electron-acoustic solitary waves in a plasma with nonthermal electrons,” Chaos, Solitons & Fractals, 30(4), 1020-1024 (2006). https://doi.org/10.1016/j.chaos.2005.09.070
R. Sabry, W.M. Moslem, and P.K. Shukla, “Fully nonlinear ion-acoustic solitary waves in a plasma with positive-negative ions and nonthermal electrons,” Physics of Plasmas, 16(3), (2009) https://doi.org/10.1063/1.3088005
H.A. Alyousef, S.N. Naeem, M. Irshad, Ata-ur-Rahman, Sherif M.E. Ismaeel, and S.A. El-Tantawy, “The impact of electron beams on the arbitrary amplitude electron–acoustic solitons in a nonthermal plasma,” Physics of Fluids, 36(1), 015139 (2024). https://doi.org/10.1063/5.0181144
S.V. Singh, and G.S. Lakhina, “Ion-acoustic supersolitons in the presence of non-thermal electrons,” Communications in Nonlinear Science and Numerical Simulation, 23(1-3), 274-281 (2015). https://doi.org/10.1016/j.cnsns.2014.11.017
S.K. Maharaj, and R. Bharuthram, “Non-thermal effects of electrons on stopbands of fast ion-acoustic solitons,” Physics of Plasmas, 24(2), (2017) https://doi.org/10.1063/1.4975317
U.N. Ghosh, A. Saha, N. Pal, and P. Chatterjee, “Dynamic structures of nonlinear ion acoustic waves in a nonextensive electron–positron–ion plasma,” J. Theor. Appl. Phys. 9, 321–329 (2015). https://doi.org/10.1007/s40094-015-0192-6
R. Khanam, and S.N. Barman, “The Formation of Ion-Acoustic Solitary Waves in a Plasma Having Nonextensive Electrons and Positrons,” East European Journal of Physics, (4), 518-525 (2024). https://doi.org/10.26565/2312-4334-2024-4-61
U.N. Ghosh, D.K. Ghosh, P. Chatterjee, M. Bacha, and M. Tribeche, “Nonplanar ion-acoustic Gardner solitons in a pair-ion plasma with nonextensive electrons and positrons,” Astrophys. Space. Sci. 343, 265–272 (2013). https://doi.org/10.1007/s10509-012-1221-4
M.A. Khaled, “On the head-on collision between two ion acoustic solitary waves in a weakly relativistic plasma containing nonextensive electrons and positrons,” Astrophys. Space. Sci. 350, 607–614 (2014). https://doi.org/10.1007/s10509-014-1790-5
M. Nasir, L. Ameen, B. Asghar, N. Beemkumar, V. Jain, S. Imtiaz, M.F. Ullah, et al., “Influence of non-thermal electrons and non-extensive positrons on ion acoustic solitary waves in multi-component plasmas,” International Communications in Heat and Mass Transfer, 170, 110026 (2026). https://doi.org/10.1016/j.icheatmasstransfer.2025.110026
A. Mushtaq, M. Nasir Khattak, Z. Ahmad, and A. Qamar, “Dust ion acoustic soliton in pair-ion plasmas with non-isothermal electrons,” Physics of Plasmas, 19(4), 042304 (2012). https://doi.org/10.1063/1.3696061
A. Renyi, “On a new axiomatic theory of probability,” Acta Math. Hung. 6, 285-335 (1955). https://doi.org/10.1007/bf02024393
C. Tsallis, “Possible generalization of Boltzmann-Gibbs statistics,” Journal of statistical physics, 52(1), 479-487 (1988). https://doi.org/10.1007/BF01016429
M.N. Khattak, A. Mushtaq, and Z. Ehsan, “Electrostatic baryonic solitary waves in ambiplasma with nonextensive leptons,” Chinese Journal of Physics, 54(4), 503–514 (2016). https://doi.org/10.1016/j.cjph.2016.06.011
Авторське право (c) 2026 Сатьєндра Натх Барман, Кінгкар Талукдар
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).
