激光驱动反平行磁重联过程中的离子与电子声波爆发
等离子体物理
2023-03-30 v2
摘要
磁重联将磁能转化为等离子体中的热能和动能。在众多候选机制中，由离子与电子间相对漂移（或等效地由电流）驱动的离子声波不稳定性被认为在无碰撞等离子体的磁能耗散中起着关键作用。然而，由于离子朗道阻尼以及在实验中分辨德拜长度尺度的困难，其在重联过程中的存在与有效性尚未被很好理解。本文报道了利用高能激光在反平行磁驱动重联的喷流区中，由集体汤姆逊散射测量到的离子声波爆发的突然 onset。离子声波爆发之后出现电子声波爆发，伴随电子加热与整体加速。我们利用一维和二维粒子网格(PIC)模拟重现了这些观测，其中电子出流喷流驱动离子声不稳定性，形成双层结构。这些层诱发电子双流不稳定性，产生电子声波爆发并给电子供能。我们的结果表明了当离子朗道阻尼无效时，离子与电子声波动力学在重联中的重要性，这一条件适用于一系列天体物理等离子体，包括近地空间、恒星耀斑和黑洞吸积引擎。
引用
@article{arxiv.2209.12754,
title = {Ion and Electron Acoustic Bursts during Anti-Parallel Magnetic Reconnection Driven by Lasers},
author = {Shu Zhang and Abraham Chien and Lan Gao and Hantao Ji and Eric G. Blackman and Russ Follett and Dustin H. Froula and Joseph Katz and Chikang Li and Andrew Birkel and Richard Petrasso and John Moody and Hui Chen},
journal= {arXiv preprint arXiv:2209.12754},
year = {2023}
}