弱电子束 - 等离子体相互作用的弱湍流与 PIC 模拟比较
等离子体物理
2014-12-15 v2
摘要
准线性理论长期以来被用于处理弱电子束与等离子体相互作用并产生 Langmuir 波的问题。其向弱湍流理论的扩展处理了这些 Langmuir 波与其他等离子体波模（特别是离子声波）的共振相互作用。在离子与电子温度相等的等离子体中，这些波会受到强烈阻尼，例如在日冕和太阳风中有时观察到的那样。弱湍流理论是在弱阻尼极限下推导的，随后添加了描述离子声波阻尼的项。在本文中，我们使用 EPOCH 粒子模拟 (PIC) 代码，针对一系列电子 - 离子温度比数值测试了弱湍流理论。我们发现，在冷离子极限下结果吻合良好，但随着离子温度升高，三波共振会按离子声波阻尼率的比例展宽。这在太阳射电爆发理论中可能很重要，因为那里 Langmuir 波的谱至关重要。此外，我们确立了准确复现电子和波分布在饱和态所需的模拟粒子数下限，以及复现其中间态和时间演化所需的下限。
引用
@article{arxiv.1410.4046,
title = {A comparison of weak-turbulence and PIC simulations of weak electron-beam plasma interaction},
author = {Heather Ratcliffe and Christopher S Brady and Mohammad B Che Rozenan and Valery Nakariakov},
journal= {arXiv preprint arXiv:1410.4046},
year = {2014}
}
备注
Accepted by POP