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推断三维等离子体团分布的最大熵原理

高能天体物理现象 2018-01-22 v2 太阳与恒星天体物理 统计力学 等离子体物理 空间物理

摘要

最大熵原理是一种在给定一组约束条件下推断分布函数的强大而通用的方法,本文将其应用于推导适用于电阻磁流体动力学(MHD)且产生大量等离子体团的系统中三维等离子体团(通量绳/管)的整体分布。分析针对三维情形进行,选取质量、总通量和速度作为感兴趣变量,因为它们具有物理和观测上的相关性。质量、宽度、总通量和螺旋度的分布函数在小值处表现出幂律行为,指数分别为 4/3-4/32-23-32-2,而在大值处均呈现指数衰减。相比之下,速度分布作为 v=vv = |{\bf v}| 的函数,在 v0v \rightarrow 0 时表现为平坦,而在 vv \rightarrow \infty 时变为指数为 7/3-7/3 的幂律。这些结果大多几乎独立于该特定问题中涉及的自由参数。文中给出了我们结果与观测证据的初步比较,并简要讨论了随之产生的空间和天体物理意义。

关键词

引用

@article{arxiv.1702.05782,
  title  = {A Maximum Entropy Principle for inferring the Distribution of 3D Plasmoids},
  author = {Manasvi Lingam and Luca Comisso},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1702.05782},
  year   = {2018}
}

备注

Accepted for publication in Phys. Plasmas; 6 figures; 14 pages