实验室等离子体中的激光驱动离子尺度磁层 I. 实验平台与初步结果
等离子体物理
2022-04-27 v2
摘要
磁层是嵌入等离子体流中的磁化天体的普遍特征。虽然大型行星磁层已被航天器研究数十年，离子尺度的“迷你”磁层可提供独特环境，用于在实验室中研究动理学尺度、无碰撞等离子体物理，以帮助验证更大系统的模型。本工作中，我们展示了在UCLA大型等离子体装置(LAPD)上为高重复频率平台开发的离子尺度磁层初步实验。实验利用高重复频率激光驱动快速等离子体流进入嵌入均匀磁化背景等离子体中的脉冲偶极磁场。利用磁通探针测量高时空分辨率的二维磁场图，以考察一系列偶极与上游参数下磁层及电流密度结构的演化。结果进一步与二维PIC模拟比较，以识别激光驱动等离子体的动理学尺度结构与时变的关键观测特征。我们发现，在较高偶极矩下形成明显的二维动理学尺度磁层顶与抗磁电流结构，其位置与基于压力平衡和能量守恒的预测一致。
引用
@article{arxiv.2201.02176,
title = {Laser-Driven, Ion-Scale Magnetospheres in Laboratory Plasmas. I. Experimental Platform and First Results},
author = {D. B. Schaeffer and F. D. Cruz and R. S. Dorst and F. Cruz and P. V. Heuer and C. G. Constantin and P. Pribyl and C. Niemann and L. O. Silva and A. Bhattacharjee},
journal= {arXiv preprint arXiv:2201.02176},
year = {2022}
}