圆柱等离子体柱中三维电阻重联的MHD模拟

磁重联是一种等离子体现象，其中具有相反极性的磁场线的拓扑重排导致磁能耗散为热、动能和粒子加速。这种现象被认为是实验室和天体物理等离子体中能量释放的有效机制。一个重要问题是如何使过程足够快以解释观测到的爆炸性能量释放。稳态磁重联的经典模型预测重联时间标度随$S^{1/2}$缩放(其中$S$是伦德奎斯特数)，并产生比观测值大几个数量级的时间尺度。较早的二维MHD模拟表明，对于大伦德奎斯特数，由于发生在$S \gtrsim 1 \times 10^4$的二次撕裂不稳定性，重联时间变得与$S$无关(“快速重联”机制)。我们报告了在压力平衡或无力平衡下磁约束圆柱等离子体柱中磁重联的3D MHD模拟，并将结果与圆形电流片的2D模拟进行比较。我们发现作用于这些构型的3D不稳定性导致初始电流片破碎成小细丝，引起增强的耗散率，该耗散率在$S \simeq 1\times 10^3$时已经变得与伦德奎斯特数无关。