低电阻率等离子体中的磁场演化与重联

磁场演化三个方面——拓扑、能量与螺旋度——各自的数学与物理都异常简单清晰。当电阻率 $\eta$ 相对于外加演化 $a/v$ 时标较小，即意味着 $R_m\equiv\mu_0va/\eta>>1$ 时，在三维系统中磁场线混沌主导场线拓扑的演化。混沌在能量耗散中无直接作用。要使能量耗散与拓扑演化处于相近时标，需要大电流密度 $j_\eta\equiv vB/\eta$。尽管如此，混沌加上阿尔文波阻尼解释了为何两个时标都倾向于比演化时标 $a/v$ 长约一个数量级。当边界流动具有涡度时，磁螺旋度被注入到场线管上。混沌可扩散但不可摧毁磁螺旋度。当 $R_m>>1$ 时，电阻率对螺旋度累积的影响可忽略。螺旋度在一条场线管内累积，直至该管喷发并远离其初始位置。