低电子β条件下三维动理学尺度等离子体湍流中的电子尺度电流片与能量耗散

本文在电子强磁化区间（电子的等离子体压强与磁压之比为 $\beta_e=0.1$，离子为 $\beta_i=1$）对三维动理学尺度湍流进行了数值研究。该区间与日冕附近、地球磁鞘及其他天体物理系统相关。使用流体-动理学谱等离子体求解器（SPS）代码进行的模拟表明，此类区间中的湍流级联可达到小于电子惯性尺度的尺度，并导致电子尺度电流片（ESCS）的形成。基于中轴变换（medial axis transform）的算法对检测到的ESCS几何特性进行了统计分析。发现电流片的典型半厚度约为电子惯性长度量级或更小，而其半长度介于电子与离子惯性长度之间。用作能量耗散度量的压力-应变相互作用表现出高度间歇性，总能量交换的绝大部分发生在约占总体20%体积的电流结构中。部分对应最大压力-应变相互作用的电流片被发现与Alfvén电子喷流及典型的重联磁结构相关。这些重联候选体约占所有已识别电流片的 $1$\%。