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यह शोध पत्र प्रदर्शित करता है कि लियोनार्डो सुपरकंप्यूटर पर OpenACC के साथ सेमी-इम्प्लिसिट ऊर्जा-संरक्षणकारी PIC कोड ECsim को त्वरित करने से CPU निष्पादन की तुलना में 5× गति वृद्धि और 3× ऊर्जा की कमी प्राप्त होती है, जबकि 1024 GPUs तक उच्च स्केलिंग दक्षता बनी रहती है।
यह शोध पत्र एक नए बल्क माध्यम अर्ध-कण (क्वासिपार्टिकल), स्पैटियोटेम्पोरल ऑप्टिकल वोर्टेक्स पोलरिटन के अस्तित्व की पुष्टि करता है, जिसमें चुंबकीय लोरेंत्ज़ बल से उत्पन्न पोंडेरोमोटिव टॉर्क द्वारा संचालित अनुप्रस्थ कक्षीय कोणीय संवेग होता है, जिसके सैद्धांतिक अनुमानों को विभिन्न घनत्वों और क्षेत्र की तीव्रताओं में पार्टिकल-इन-सेल सिमुलेशन के माध्यम से मान्य किया गया है।
यह अध्ययन एक डेटा-सीमित, रेजिस्टिव मैग्नेटोहाइड्रोडायनामिक सिमुलेशन का उपयोग करके यह प्रदर्शित करता है कि एक नॉन-फोर्स-फ्री प्रारंभिक चुंबकीय क्षेत्र, जो लोरेन्त्ज़ बल असंतुलन द्वारा अभिलक्षित है, सक्रिय क्षेत्र NOAA 12241 में पूर्व-मौजूद संरचनाओं या फोटोस्फेरिक ड्राइविंग गतियों की आवश्यकता के बिना, स्वतः ही एक फ्लक्स रोप के निर्माण और उसके बाद के विस्फोट को ट्रिगर कर सकता है।
यह शोध पत्र मोमेंट पदानुक्रम न्यूनीकरण (moment hierarchy reduction) और स्ट्रॉन्ग-गाइड-फील्ड ऑर्डरिंग (strong-guide-field ordering) का उपयोग करके रिलेटिविस्टिक व्लासोव-बोल्ट्ज़मैन-मैक्सवेल प्रणाली से एक रिड्यूस्ड वन-फ्लुइड प्लाज्मा मॉडल व्युत्पन्न करता है, जिसके परिणामस्वरूप एक क्लोज्ड GENERIC ढांचा प्राप्त होता है जो प्रतिवर्ती विद्युतचुंबकीय गतिकी को एक स्केलर रेगुलेटर वेरिएबल के माध्यम से अपरिवर्तनीय ऊष्मप्रवैगिकी विश्रांति (irreversible thermodynamic relaxation) के साथ एकीकृत करता है, जो कोर्स-ग्रेन्ड चार्ज असंतुलन और दबाव अनिसोट्रॉपी (pressure anisotropy) का प्रतिनिधित्व करता है।
पूर्णतः काइनेटिक पार्टिकल-इन-सेल सिमुलेशन का उपयोग करते हुए, यह अध्ययन प्रदर्शित करता है कि अनुकूलित प्लाज्मा घनत्व प्रोफाइल, प्लाज्मा फोटोनिक्स के अनुप्रयोगों के लिए लेजर फ्रीक्वेंसी चर्पिंग के एक व्यवहार्य विकल्प के रूप में, नियंत्रित वेव पैकेट आकृतियों और समूह वेगों के साथ दीर्घकालिक, उच्च-आयाम वाले प्लाज्मा संरचनाओं को उत्पन्न करने के लिए ऑटोरेजोनेंट बीट वेव उत्तेजना को बनाए रख सकते हैं।
यह शोध पत्र एक प्रयोगशाला माप की रिपोर्ट करता है जो यह प्रदर्शित करता है कि जबकि अशुद्धियों की कम सांद्रता लेजर-कूल्ड आयन क्रिस्टल में कूलम्ब क्रिस्टलीकरण थ्रेशोल्ड को प्रभावित नहीं करती है, पर्याप्त उच्च सांद्रता स्थानीय पिनिंग के कारण एक रैखिक बदलाव प्रेरित करती है, जो सफेद बौनों और न्यूट्रॉन सितारों जैसे तारकीय वातावरणों में बहु-घटक कूलम्ब पदार्थ के मॉडलों को परिष्कृत करने के लिए महत्वपूर्ण प्रयोगात्मक डेटा प्रदान करती है।
यह शोध पत्र गैर-सापेक्षिक और सापेक्षिक, एकल- और बहु-प्रजाति शासन के माध्यम से वीबेल अस्थिरता (Weibel instability) का एक व्यापक कोल्ड-फ्लुइड विश्लेषण प्रस्तुत करता है, जो प्रयोगशाला लेजर प्रयोगों और खगोलीय झटकों (astrophysical shocks) के एमएमएस (MMS) अंतरिक्ष यान अवलोकनों दोनों में फिलामेंट अंतराल और चुंबकीय क्षेत्र संतृप्ति की सटीक भविष्यवाणी करने वाले स्केलिंग नियमों को व्युत्पन्न करता है।
यह अध्ययन यह प्रदर्शित करने के लिए RAPTOR कोड का उपयोग करता है कि ओमिक टोकामक प्लाज्मा (Ohmic tokamak plasmas) के नियंत्रित समापन (controlled termination) का समयमान इंडक्टिव टाइम कांस्टेंट (inductive time constant) के साथ स्केल करता है, जो यह प्रकट करता है कि इस सीमा से तेज़ रैम्पिंग डाउन करने से प्रतिकूल करंट प्रोफाइल रिवर्सल (current profile reversals) उत्पन्न होते हैं, जबकि ITER और DEMO जैसे रिएक्टर-ग्रेड उपकरणों में कम प्लाज्मा वॉल्यूम और एलॉन्गेशन (elongation) तेज़, स्थिर समापन परिदृश्यों को सक्षम कर सकते हैं।
यह शोध पत्र LAPD रैखिक प्लाज्मा उपकरण के पहले व्यापक पूर्ण-f ड्रिफ्ट-काइनेटिक और -f जाइरोकाइनेटिक सिमुलेशन प्रस्तुत करता है, जो यह प्रकट करता है कि आयन वितरण लगभग द्वि-मैक्सवेलियन (bi-Maxwellian) हैं और केल्विन-हेल्महोल्ट्ज़-जनित विक्षोभ (Kelvin-Helmholtz-driven turbulence) प्रणाली पर हावी है, जिसमें लघु-स्तरीय संरचनाएं केवल कम टक्करशीलता (reduced collisionality) और संवर्धित स्रोत स्थितियों के तहत ही महत्वपूर्ण रूप से प्रवर्धित होती हैं।
यह शोध पत्र कैपिलरी डिस्चार्ज में लेजर-प्लाज्मा वेकफील्ड त्वरण के लिए एक नवीन ऑपरेटर-आधारित ढांचे को प्रस्तुत करता है जो विशिष्ट गणितीय ऑपरेटरों का उपयोग करता है ताकि युग्मित लेजर-प्लाज्मा गतिकी और इनवेरिएंट सबस्पेस (invariant subspaces) को व्यवस्थित रूप से वर्णित किया जा सके, जबकि अगली पीढ़ी के त्वरक प्रयोगों के लिए कुशल रिड्यूस्ड-ऑर्डर मॉडलिंग और भविष्य कहनेवाला नियंत्रण सक्षम करने हेतु न्यूरल ऑपरेटर विधियों को एकीकृत करता है।