Параметр релятивистского подобия

В релятивистской физике лазерной плазмы релятивистский параметр подобия S представляет собой безразмерный параметр, определяемый как

$S={\frac {n_{e}}{a_{0}n_{cr}}}$,

где ${n_{e}}$ – плотность электронов плазмы, ${n_{cr}=m_{e}\omega _{0}^{2}/4\pi e^{2}}$ – критическая плотность плазмы и ${a_{0}=eA/m_{e}c^{2}}$ – нормированный векторный потенциал. Здесь ${m_{e}}$ — масса электрона , ${e}$ - заряд электрона, ${c}$ это скорость света и ${\omega _{0}}$ — частота лазера. Обратите внимание, что единицы CGS выше использовались .

Понятие сходства и параметр сходства ${S}$ впервые были введены в физику плазмы Сергеем Гордиенко. Это позволяет различать релятивистски сверхплотные ${(S\gg 1)}$ и недостаточно плотная плазма ${(S\ll 1)}$.

Параметр подобия связан с основными свойствами симметрии бесстолкновительного уравнения Власова и, таким образом, является релятивистским плазменным аналогом числа Рейнольдса в механике жидкости . Гордиенко показал, что в релятивистском пределе ( ${a_{0}\gg 1}$) динамика лазерной плазмы зависит от трех безразмерных параметров: $\omega _{0}\tau$, ${R\omega _{0}/c}$ и ${S}$, где ${\tau }$ - длительность лазерного импульса и ${R}$ — типичный радиус лазерной талии . Основной результат релятивистской теории подобия можно сформулировать следующим образом: если параметры взаимодействия (плотность плазмы и амплитуда лазера) изменяются одновременно так, что ${S}$ параметр остается постоянным, динамика электронов остается прежней.

Теория подобия позволяет получить нетривиальные степенные масштабы для энергии быстрых электронов в недостаточной и сверхплотной плазме.