低能 Langmuir 空腔：弱湍流的渐近极限

Langmuir 湍流是等离子体物理中波湍流的原型。通过 1D-1V Vlasov-Poisson 模拟，我们表明被称为 Langmuir 空腔的相干结构是由 Langmuir 弱湍流的长时间演化产生的，从而说明了弱湍流区域的崩溃。这些结构对应于压力与由高频 Langmuir 振荡引起的有质动力之间的平衡。Langmuir 空腔是强 Langmuir 湍流的典型特征，预期在高能条件下产生并在 Langmuir 能量达到等离子体热能数量级时饱和。尽管存在这一普遍看法，我们在此观察到从弱 Langmuir 湍流演化中涌现的空腔在低得多的能量下饱和。我们证明这些 Langmuir 相干结构以相对于 Debye 长度大得多的长度尺度为特征。这提供了证据表明，在空间等离子体观测中应当能够看到“大”而“浅”的稳定空腔。向强湍流的转变被证明是初始弱湍流逆级联的结果。最后，从动力学模型出发对离子声振荡的有效状态方程进行了数值检验。