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实验室相关等离子体中阿尔文波参量衰变不稳定性的混合模拟

等离子体物理 2022-10-12 v2 天体物理仪器与方法 空间物理

摘要

大振幅阿尔文波会发生参量衰变,这在空间、天体物理和聚变等离子体中可能产生重要影响。尽管阿尔文波参量衰变不稳定性在数十年前已被预言,但观测证据有限,这激发了在实验室中演示该不稳定性及相关数值建模的浓厚兴趣。在此,我们报道基于大型等离子体装置、采用真实波注入与波-等离子体参数的实验室相关等离子体中阿尔文波参量衰变不稳定性的新颖混合模拟。仅考虑无碰撞阻尼,我们确定了在有限边界等离子体中触发该不稳定性所需的阈值阿尔文波振幅与频率。这些阈值行为得到了简单理论考虑的佐证。本模型未包含的其他效应如有限横向尺度与离子-中性粒子碰撞被简要讨论。这些混合模拟展示了一种用于研究实验室阿尔文波动力学的有前景工具,可为未来参量衰变不稳定性的实验室演示提供指导。

关键词

引用

@article{arxiv.2205.04649,
  title  = {Hybrid simulation of Alfv\'en wave parametric decay instability in a laboratory relevant plasma},
  author = {Feiyu Li and Xiangrong Fu and Seth Dorfman},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2205.04649},
  year   = {2022}
}

备注

8 pages, 3 figures