有限束宽对束等离子体系统中电流分离的影响：Particle-in-Cell 模拟
等离子体物理
2015-09-11 v2
摘要
电子束在等离子体介质中的传播容易受到多种不稳定性的影响。在相对论状态下，导致电流分离的 Weibel 不稳定性通常占主导地位。线性不稳定性分析是在束的横向尺度为无限大的系统中进行的。即使在模拟中，也选择了无限大的束横向尺度。然而在实际情况中，束宽总是有限的。考虑到这一点，本文使用 Particle-in-Cell 模拟研究了有限束宽对束等离子体系统演化中的作用。观察到，对于有限宽度的束，正向屏蔽电流与返回屏蔽电流之间的电流分离发生在束宽本身的尺度长度上。因此，形成的磁场结构在束宽的尺度长度上具有最大功率。这种行为与在周期盒中模拟所表示的具有无限尺度的束的情况不同，在后一种情况中，磁场出现的初始尺度长度是电子趋肤深度。
引用
@article{arxiv.1508.07701,
title = {Effect of finite beam width on current separation in beam plasma system: Particle-in-Cell simulations},
author = {Chandrasekhar Shukla and Amita Das and Kartik Patel},
journal= {arXiv preprint arXiv:1508.07701},
year = {2015}
}