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近年来，随着激光冷却技术的出现和发展，为低温等离子体的实现奠定了坚实的基础。低温等离子体中带电粒子之间的库仑相互作用不可忽略，属于强耦合体，因此经典等离子体的一些物理特性不再适用，例如相变过程，多体空间关联性等。所以超冷等离子体的实现，使其应用更具有探索性和挑战性，并进入了一个新的研究领域。 库仑耦合参数Γq2/[ακBT]代表了超冷等离子体的空间关联性，它是粒子之间的库仑相互作用与其平均动能的比值。虽然超冷等离子体中离子的Γi~1表明了强耦合性，但是由于超冷等离子体产生的瞬间其处于非平衡状态，所以系统的整体特性并非是强耦合的。Killian的实验表明在光化电离过程后，超冷中性等离子体的演变分为三个状阶段，分别为10ns内的电子平衡态，10ns~1μs内的离子平衡态和1μs~100μs内的等离子体衰变态。 随着时间增加超冷等离子体将向外扩散，因此应该把平衡态理解为准平衡态。过去的研究中人们通常会用动能理论来计算和模拟超冷等离子体，但是超冷等离子体中许多复杂的物理问题仅用动力学理论是不能解决的，后来研究人员找到了蒙特卡洛和分子动力学方法，这个方法包括分子动力学模拟，粒子细胞方法和混合分子模型等。 事实上，可以用另一种方式来理解这个新的物理领域。本文中将用统计热力学的方法探究超冷等离子体的热力学性质，模拟热容量随耦合参数的变化曲线和离子系统相变，分析超冷等离子体中的无序加热现象。主要内容如下： 本文第一章为引言，简单阐述了超冷中性等离子体的结构、各种特征参量，产生的方法，并对超冷中性等离子体的研究现状和发展情况进行概述。 本文第二章，主要研究了超冷等离子体的热力学性质。给出了离子的热容量随着耦合参数的变化曲线，并分析了曲线变化的原因。用一种合理的方法模拟得到了不同于K.Avinash的理论结果，证明在超冷等离子体中不存在相变。 本文第三章，主要研究了超冷中性等离子体的无序加热现象。将利用实验数据给出里德伯原子在某些时刻的能级分布函数和各个能级的温度函数，并由能量守恒导出离子系统温度随时间的变化曲线，分析其变化的原因和探讨里德伯原子对离子加热的重要性。 本文第四章，对本文的数值计算结果和研究结论做出总结，并做出展望。