The Study on the Nonlinear Phenomena in an Inhomogeneous Plasma : The Ion-drift Solitons in the Presence of a Homogeneous Magnetic Field 균질자장하의 이온-드리프트 솔리톤 = 비균질 플라즈마의 비선형현상에 대한 연구

국문 초록 (Abstract)

연속성매질에서의 파동현상과는 달리 플리즈마 내의 파종현상에 있어서 구성업자와 파동간의 상호작용은 중요한 역할을 담당한다. 1960년대부터 주목되기 시작한 솔리톤에 관해서는 여러 가지 연구가 있어 왔으나 그 비선형성 때문에 이론과 실험 전반에 걸쳐 난제가 많이 남아 있다. 이러한 가운데 최근에는 이온-드리프트솔리톤의 비선형이론이 개발되었는데 그 특이한 비선현성 때문에 만족한 연구성과가 아직 결실하지 못하고 있다.
Mikhailovskii등은 균질자장에 플라즈마의 비균질밀도와 비균질 이온온도의 효과를 고려하여 저압플라즈마 내의 솔리톤을 묘사하는 특별한 경우의 비선형 미분방정식을 유도하였으나 그들의 점근해는 경계조건만 만족시킬 뿐, 비선형 미분방정식은 전혀 만족시키지 못하는 것이었다.
동일한 특별한 경우에 대하여 본 저자는 두 가지 경제조건 하에 만족스러운 점근해를 연구하여 이미 발표한 바 있다.
본 연구에서는 더 일반적인 경우의 비선형 미분방정식 자체의 여리 가지 특성을 고려한 더욱 일반적인 여러 가지 점근해를 구하고 그 특성을 밝힌다. 솔리톤의 진폭과 속도가 관측되던 플라즈마의 밀도, 온도 및 솔라톤의 공명인자도 결정될 수 있을 것이다.
본 연구에서 공명인자 δ에 의한 공명현상이 일어날 수 있음을 밝혔는데 δ의 특별한 범위에서는 플라즈마의 비균질성에 의한 불안정성이 발생하지 않음도 아울러 알 수 있었다.
이 연구결과는 솔리톤 물리학 자체만이 아니라 플라즈마 내의 구성입자와 파동과의 상호작용의 해명 및 플라즈마의 제어, 더 나아가 원자핵 융합반응의 제어에도 이용될 수 있다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

A nonlinear differential equation which may describe a solitary wave in a low·pressure plasma contained in a homogeneous magnetic field was obtained by A.B. Mikhailovskii et al.
They arrived at an approximate solution under a boundary condition and they demonstrated the existence of an ion-drift soliton in a plasma with inhomogeneous density and ion temperature imbedded in a homogeneous magnetic field theoretically.
Now, it was found that there are other asymptotic solutions under some boundary conditions. And the asymptotic behaviour of ion-drift solitons in an inhomogeneous plasma in the presence of a homogeneous magnetic field are shown.

목차 (Table of Contents)

• Introduction
• Approximate Solution I
• Approximate Solution II
• Concluding Discussions