无碰撞等离子体中由速度剪切产生动力学阿尔文波

本文通过二维混合Vlasov-Maxwell（HVM）模拟，研究了在具有平行方向剪切速度流的无碰撞磁化等离子体中传播的线偏振、长波阿尔文波的演化。未受扰动的剪切流由HVM方程组的精确解表示（Malara {\it et al.}, Phys. Rev. E 97, 053212），从而避免了由非平稳初态引起的伪振荡，这些振荡将不可避免地影响系统动力学。我们考虑了小振幅与中等振幅阿尔文波的演化，以分离线性波-剪切流耦合与动力学效应，后者在较大波幅时更为显著。由剪切流产生的相位混合改变了初始扰动，导致在可与质子惯性长度相比的尺度上形成小尺度横向涨落。通过分析剪切区中扰动的电偏振与群速度，我们将其识别为动力学阿尔文波（KAWs）。在中等振幅运行中，动力学效应使剪切区的质子分布函数发生畸变。这导致在阿尔文速度下并平行于磁场形成质子束。该特征由与KAW相关的平行电场引起，与太阳风中对超热离子群的观测结果相符，表明其可能与离子尺度类KAW涨落的存在有关。