横向非均匀等雷 plasma 中平行电场生成的最小模型

我们研究了离子环流波（频率为 0.3 w_{ci}）在横向密度非均匀等离子体中传播时，平行电场 E_|| 的生成机制。基于二维流体、冷等离子体线性方程，我们首次提出一种解析方程来解释 E_|| 与驱动离子环流波横向电场之间的耦合机制。在该简化模型中，对于太阳冠状气体的合理参数，生成的 E_|| �幅可达 90 V/m（当质量比 m_i/m_e=262 时），其发展时间对应于驱动离子环流波的 3 个周期。通过数值解，我们进一步表明，E_|| 生成的根本原因是由于横向密度非均匀性引起的电子与离子流分离（这与静电电荷分离不同）。该模型还能正确再现前期动力学结果：只有电子沿着背景磁场方向受加速，而离子几乎不受加速。我们还考察了 E_|| 生成随质量比 m_i/m_e 的影响，发现 E_|| �幅随质量比的倒数线性减小，即 E_|| \propto 1/m_i。这一结果与 Genot 等人（1999, 2004）提出的驱动波极化漂移（比例 \propto m_i）是 E_|| 生成原因的观点相矛盾。对于现实的质量比 m_i/m_e=1836，我们的经验标度关系给出 E_||=14 V/m（以太阳冠状气体参数为例）。