Bild: Gert Brodin
Forskargrupp Gruppen för plasmateori fokuserar på plasmaregimer där kollektiv dynamik möter kvantmekanisk och kvantelektrodynamisk (QED) teori. Kvantplasmaeffekter blir viktiga i högdensitetsplasmor, där elektronens Fermi-temperatur överstiger systemets termodynamiska temperatur.
Metoderna för att analysera dessa typer av system baseras på von Neumann-ekvationerna för densitetsmatrisen och innefattar vanligtvis transformationstekniker, till exempel Wigner-transformationer och/eller Foldy-Wouthuysen-transformationer. Kvantelektrodynamiska plasmaeffekter blir viktiga vid starka elektromagnetiska fält, vilket man kan närma sig med moderna högintensitetslasrar, där den elektromagnetiska intensiteten kan överstiga 1022 W/cm2. Teoretiska studier baseras på den s.k. Dirac-Heisenberg-Wigner-formalismen eller på relativistisk kinetisk plasmateori kompletterad med QED-övergångsfrekvenser för intressanta processer, t.ex. ickelinjär Compton-spridning.
Comparison of numerical calculations and analytical theory for wave damping due to electron-positron pair creation when varying the plasma density. The curve represents analytical predictions, and the blue dots represent the numerical results.
BildFrom “Linear pair-creation damping of high-frequency plasma oscillations” Phys. Plasmas 29, 042106 (2022)
