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无碰撞重联:磁力线相互作用的亚微尺度机制

高能天体物理现象 2018-01-17 v1 空间物理

摘要

磁力线是携带一个磁通量子 Φ0=2π/e\Phi_0=2\pi\hbar/e 的量子物体,具有有限半径 λm\lambda_m。这里我们论证它们具有非常特定的动力学相互作用。平行磁力线相互排斥。当被限制在某个区域时,它们形成六角结构的二维晶格。我们估计了这样一个区域的填充因子。另一方面,反平行磁力线相互吸引。我们确定其物理机制是由于规范势场的作用,我们用量子力学方法确定了两条平行和两条反平行磁力线的规范势场。量子电动力学真空的畸变导致虚粒子对云。我们从量子电动力学计算了虚粒子对产生率,并估计了虚粒子云密度、对电流和通过粒子云作用在磁力线上的洛伦兹力密度。磁力线动力学的这些性质在无碰撞重联中变得重要,一致地解释了为什么以及如何在电流片无场中心低于电子惯性尺度以下自发启动重联。

关键词

引用

@article{arxiv.1202.6209,
  title  = {Collisionless reconnection: The sub-microscale mechanism of magnetic field line interaction},
  author = {R. A. Treumann and W. Baumjohann and W. D. Gonzalez},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1202.6209},
  year   = {2018}
}

备注

13 journal pages, 6 figures, submitted to Ann. Geophys