磁重联作为等离子体湍流中亚离子尺度级联的驱动机制
空间物理
2017-11-29 v1 太阳与恒星天体物理
等离子体物理
摘要
通过采用拉格朗日和欧拉两种互补方法以及不同驱动机制的高分辨率二维混合动力学模拟，本文揭示了一条由磁重联触发、在无碰撞等离子体湍流中产生亚离子尺度级联的新路径。模拟结果提供了明确的数值证据，表明一旦发生首批磁重联事件，所谓的离子断裂处下方就会出现幂律能量谱的发展，而无论 MHD 尺度下的湍流级联实际处于何种状态。在两次模拟中，无论大尺度湍流级联是否已经完全发展，由重联介导的平行磁场涨落的小尺度能量谱均表现出约 -2.8 的非常稳定的谱斜率。一旦达到准稳态湍流状态，总磁场涨落谱在 MHD 范围内的谱指数趋于 -5/3，而在亚离子尺度上趋于约 -3。
引用
@article{arxiv.1707.06548,
title = {Magnetic reconnection as a driver for a sub-ion scale cascade in plasma turbulence},
author = {L. Franci and S. S. Cerri and F. Califano and S. Landi and E. Papini and A. Verdini and L. Matteini and F. Jenko and P. Hellinger},
journal= {arXiv preprint arXiv:1707.06548},
year = {2017}
}
备注
6 pages, 5 figures