快速磁重联：“理想”撕裂与霍尔效应

磁重联的主要问题之一是具有开/关特性的触发行为的起源，一旦激活，它解释了天体物理和实验室等离子体爆炸事件核心处快速的磁能向动能和热能的转换。在过去的十年中，通过 plasmoid 不稳定性和所谓的“理想”撕裂在快速重联的启动方面取得了进展，一旦电流片变薄到临界反纵横比 $(a/L)_c$：正如 Pucci 和 Velli (2014) 所示，在 $(a/L)_c \sim S^{-1/3}$ 时，不稳定性发展的时间尺度变为 Alfvén 时间量级且独立于 Lundquist 数（此处以电流片长度 $L$ 定义）。然而，鉴于自然等离子体中的 $S$ 值很大，这种转变可能发生在内阻奇异层厚度与离子惯性长度 $d_i$ 相当的情况下。当这种情况发生时，霍尔电流产生磁场的三维四极结构，并且霍尔效应引入的色散波加速了不稳定性。在此我们提出一项线性研究，展示当考虑霍尔效应时“理想”撕裂模临界纵横比如何被修正，包括增长率对电流片反纵横比更一般的标度律：临界反纵横比被修正为 $a/L \simeq (d_i/L)^{0.29} (1/S)^{0.19}$，此时不稳定性增长率变为 Alfvénic 且不依赖于两个（小）参数 $d_i/L, 1/S$ 中的任何一个。我们讨论了这种广义触发纵横比对最近发展的磁重联相图的意义。