خودكانوني باريكه ليزر در پلاسماي كوانتومي برخوردي با پروفايل چگالي رمپ

با عبور باريكۀ ليزر پرشدت‏ از پلاسما و توليد الكترون‌هاي نسبيتي، تغيير ضريب شكست پلاسما به گونه اي است كه پلاسما مانند يك عدسي همگرا، باريكۀ ليزر را متمركز مي كند. در اين مقاله، خودكانوني نسبيتي باريكه در پلاسماي كوانتمي برخوردي با فرض چگالي رمپ مطالعه مي‌شود. با استفاده از تقريب پيرامحوري و WKB، معادلات كوپل شده اي براي پارامتر پهناي باريكه منتشرشده در پلاسماي مفروض به دست مي آيد كه با روش رانگ كوتاي مرتبۀ چهار به صورت عددي حل مي‌شود. ابتدا با چشم پوشي از برخوردها در پلاسما، تأثير گراديان چگالي در خودكانوني بررسي مي‌شود. مشاهده خواهد شد كه با افزايش چگالي، بسامد نوسان هاي پهناي باريكه افزايش و دامنۀ نوسان و كمينۀ پهناي باريكه كاهش مي‌يابد. اما در پلاسماي برخوردي به علت جذب انرژي ليزر، دامنۀ نوسان پهنا در راستاي انتشار افزايش مي‌يابد تا بالاخره باريكه از عمق مشخصي واگرا شود. پس با افزايش چگالي نيز آهنگ جذب بيشتر شده و باريكه با بسامد و دامنۀ بزرگ‌تري نوسان كرده و از عمق كمتري واگرا مي‌شود، اما كمينۀ پهنا مشابه پلاسماي بي برخورد كاهش مي‌يابد. همچنين، با افزايش بسامد برخورد، انرژي ليزر سريع تر افت مي كند و باريكه با دامنۀ بزرگ‌تري نوسان كرده و نفوذ كمتري در پلاسما خواهد داشت. سپس خودكانوني در پلاسماهاي كوانتمي قوي و ضعيف و كلاسيكي مقايسه مي شوند. با كاهش دماي پلاسما و افزايش اثرات كوانتمي، مغناطيدگي حاصل از مؤلفۀ وابسته به زمان نيروي پاندرماتيو بيشتر مي‌شود و خودكانوني قوي تري رخ مي‌دهد. آن گونه كه باريكه در پلاسماي كوانتمي قوي، با دامنه و كمينۀ پهناي كوچك‌تر و عمق نفوذ و نواخت تكرار بزرگ‌تري نوسان خواهد كرد.