实验室等离子体中的激光驱动离子尺度磁层。II. 粒子模拟
等离子体物理
2022-04-13 v1
摘要
离子尺度磁层已在彗星、弱磁化小行星以及月球局部区域被观测到，并提供了研究动力学尺度等离子体物理的独特环境，尤其在无碰撞区域。本工作中，我们给出复制加州大学洛杉矶分校 Large Plasma Device 上近期实验的粒子模拟结果。利用高重频激光，产生离子尺度磁层以驱动等离子体流进入嵌入均匀背景磁场中的偶极磁场。模拟用于演化实验的理想化二维构型，研究高分辨体积数据集，并确定磁层结构、磁层顶位置以及等离子体电流分布的动力学尺度结构。我们展示了磁层区域内磁空腔与磁压缩的形成，以及在磁障碍日侧的两类主要电流结构：由驱动等离子体流支撑的抗磁电流，以及由背景与驱动等离子体共同支撑且具一定时间依赖性的磁层顶相关电流。通过多参数扫描，我们展示了磁压缩的反射（以驱动等离子体长度为界），以及较低偶极磁矩下主电流结构间更大的分离。
引用
@article{arxiv.2201.02416,
title = {Laser-Driven, Ion-Scale Magnetospheres in Laboratory Plasmas. II. Particle-in-cell Simulations},
author = {Filipe D. Cruz and Derek B. Schaeffer and Fábio Cruz and Luis O. Silva},
journal= {arXiv preprint arXiv:2201.02416},
year = {2022}
}