一维尘埃等离子体晶格中能隙结构的研究

尘埃等离子体研究自从在实验室中发现等离子体晶格以来便得到了飞速的发展，除了对等离子体物理自身的促进，还为凝聚态等学科的研究提供了非常好的"宏观"模型。对于周期条件下的连续介质，如果存在不同的独立的周期模式，则两个周期模式的频率（能量）连续谱会在相交处线性耦合并产生能隙。而由于其它因素（如杂质或缺陷）存在则有可能在能隙中形成分立谱的本征模。如凝聚态物理中的隙模，以及托卡马克等离子体中的环形阿尔芬本征模（TAE模）。本项目通过磁场中尘埃晶格本身周期性，及回旋周期性条件来研究尘埃等离子体晶格中类似的模式耦合、能隙结构、和分立本征模的形成。进一步深入研究等离子体晶格性质以及为凝聚态材料掺杂及缺陷性质的研究提供物理模型。有重要的科学意义和应用前景。

本项目通过磁场中尘埃等离子体晶格本身周期性，及回旋周期性条件来研究尘埃等离子体晶格中类似的模式耦合、能隙结构、和分立本征模的形成。研究表明，当等离子体中只有一个周期性时，如非磁化等离子体晶格只有一个空间周期性（即晶格中粒子的周期性排列），或磁化的流体等离子体只有回旋周期性（即弱耦合等离子体中带电粒子被磁化的而作回旋运动），其中的能级不会相互影响。只有当两个独立的周期性同时存在时，即磁化等离子体晶格，其中的能级将耦合并形成能隙。我们得出结论，对于周期条件下的连续介质，如果存在不同的独立的周期模式，则两个周期模式的频率（能量）连续谱会在相交处线性耦合并产生能隙。该项目进一步研究了等离子体晶格的性质以及为凝聚态材料掺杂及缺陷性质的研究提供了非常好的"宏观"物理模型，有重要的科学意义和应用前景。