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膨胀等离子体中的磁场产生与放大

等离子体物理 2015-06-16 v2

摘要

本文利用粒子模拟 (Particle-in-cell simulations) 研究了具有垂直电子密度和温度梯度的等离子体中磁场 BB 的形成。对于与离子趋肤深度 did_i 相当的系统尺寸 LL,结果显示 Bdi/LB \sim d_i/L,这与 Biermann 电池效应一致。然而,对于较大的 L/diL/d_i,研究发现 Weibel 不稳定性(源于电子温度各向异性)取代 Biermann 电池成为 BB 的主要产生机制。Weibel 产生的磁场饱和于有限振幅(等离子体 β100\beta \approx 100),且与 LL 无关。低于电子拉莫尔半径尺度的磁能谱很好地符合幂律拟合,斜率为 -16/3,正如 Schekochihin 等人 (Astrophys. J. Suppl. Ser 182, 310 (2009)) 所预测的那样。

关键词

引用

@article{arxiv.1308.3421,
  title  = {Magnetic field generation and amplification in an expanding plasma},
  author = {K. M. Schoeffler and N. F. Loureiro and R. A. Fonseca and L. O. Silva},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1308.3421},
  year   = {2015}
}