Hall 等离子体中的动力学与电气喷流：天体物理学中的应用

Hall 等离子体中的磁场被电子组分冻结，随 plasma 运动以及电流流动而被输运。其与等离子体的耦合可能不如 MHD 近似所示的那样强烈。磁场的旋转和滑动导致动力学生成的磁场效率显著降低——位于磁场中的旋转等离子体盘。我们发现了描述动力学方程的一些精确解析解。特别是，动力学在稳态极限下可能不会耗散能量。只有在过渡期间，3 分量磁场和磁能才会被生成和积累。电气喷流是另一种 MHD 之外的异常现象。它在过去 15 年中被用于实验室等离子体的理论和实验研究，现已用于快速电流切换。我们发现沿 Hall 等离子体柱状体传播的周期性或冲击型非线性波，与等离子体运动无关。推导了一个描述 Hall 等离子体导体中稳态磁场分布和电流流动的非线性方程，与低压 MHD 等离子体的 Grad-Shafranov 方程不同。我们讨论了这些结果在天体等离子体中的应用。这类物理现象可能对于理解新星周围尘埃等离子体盘和喷流的演化具有重要意义。