Chapitre 9
Collisions, relaxation
et transport
Da können S’ mi’ frag’n was Sie woll’n : ich weiss alles.
Unended quest, K. Popper.
La différence majeure entre les plasmas et les gaz réside dans les aspects collectif
et réactif du comportement d’un plasma. Ce comportement nécessite souvent une
modélisation cinétique, non réductible à un simple modèle fluide. La théorie cinétique des plasmas peut être divisée en deux branches : l’étude des phénomènes collectifs en l’absence de collisions et l’étude des mécanismes et processus collisionnels, réactifs ou élastiques.
La fonction de distribution à N corps contient beaucoup trop d’informations pour
être utilisée efficacement et, qui plus est, la plupart des systèmes dynamiques à
grand nombre de degrés de liberté, en particulier les plasmas, vérifient l’hypothèse de
régression des corrélations de Bogolioubov (2.4). Suivant cette hypothèse, tout système dynamique à très grand nombre de degrés de libertés évolue sur trois échelles
de temps : l’échelle précinétique, l’échelle cinétique, et l’échelle hydrodynamique. À
l’issue de la période précinétique, l’essentiel des corrélations multiples sont détruites
et la dynamique du système est correctement représentée par une fonction de distribution réduite. La fonction de distribution à une particule, F(r, p, t) ou F(r, v, t),
contient suffisamment d’informations pour appréhender l’essentiel des processus
microscopiques à l’échelle cinétique. F(r, p, t)drdp mesure la probabilité de trouver une particule en r avec l’impulsion p dans un élément de volume de l’espace
des phases drdp. Sur une échelle de temps longue cette fonction de distribution va
Collisions, relaxation
et transport
Da können S’ mi’ frag’n was Sie woll’n : ich weiss alles.
Unended quest, K. Popper.
La différence majeure entre les plasmas et les gaz réside dans les aspects collectif
et réactif du comportement d’un plasma. Ce comportement nécessite souvent une
modélisation cinétique, non réductible à un simple modèle fluide. La théorie cinétique des plasmas peut être divisée en deux branches : l’étude des phénomènes collectifs en l’absence de collisions et l’étude des mécanismes et processus collisionnels, réactifs ou élastiques.
La fonction de distribution à N corps contient beaucoup trop d’informations pour
être utilisée efficacement et, qui plus est, la plupart des systèmes dynamiques à
grand nombre de degrés de liberté, en particulier les plasmas, vérifient l’hypothèse de
régression des corrélations de Bogolioubov (2.4). Suivant cette hypothèse, tout système dynamique à très grand nombre de degrés de libertés évolue sur trois échelles
de temps : l’échelle précinétique, l’échelle cinétique, et l’échelle hydrodynamique. À
l’issue de la période précinétique, l’essentiel des corrélations multiples sont détruites
et la dynamique du système est correctement représentée par une fonction de distribution réduite. La fonction de distribution à une particule, F(r, p, t) ou F(r, v, t),
contient suffisamment d’informations pour appréhender l’essentiel des processus
microscopiques à l’échelle cinétique. F(r, p, t)drdp mesure la probabilité de trouver une particule en r avec l’impulsion p dans un élément de volume de l’espace
des phases drdp. Sur une échelle de temps longue cette fonction de distribution va