快速磁重联的局部分析

快速磁重联定义为磁力线拓扑在约为理想演化保拓扑时间尺度一个数量级更长的时间尺度上发生改变。当演化中的磁场非平凡地依赖于全部三个空间坐标时，快速重联是法拉第定律的固有性质，并且即使允许拓扑破缺的效应任意小也常被观测到。相关的电流密度只需增强约十倍，并沿磁场在细薄而宽阔的带状区域中流动。这些结果源于相邻磁力线对的分离在理想演化中通常随时间指数增长，以及存在某一空间尺度，在该尺度以下磁力线由于电阻率等非理想效应自由改变其身份。传统重联理论忽略指数级大的变化，并依赖达到实际上所需指数级更大的电流密度幅值。本文通过分析任意选定磁力线邻域内磁力线的行为，获得了关于固有重联更精确且严格的结果。结果表明，在无碰撞带电粒子的平行动能于一般磁演化中随时间呈指数增长。