电子离子漂移不稳定性的非线性行为及异常电流的抑制
等离子体物理
2025-03-06 v1
摘要
我们报告了一维无碰撞等离子体湍流及其电子异常电流的仿真结果，这些仿真涉及电子离子漂移不稳定性 (Electron Cyclotron Drift Instability, ECDI)。我们进行的高分辨率、长期仿真显示，西斯顿等离子体在磁场下的情形表现出数个中间非线性阶段，最终进入稳态，电子温度显著升高，电场波动能量达到有限水平。在早期和中间非线性阶段，波动由电子离子共振驱动，从高模 () 模逐渐向基模 共振位移。当离子声学模与电子离子共振模重合时，观察到增强的共振增长。在最终阶段，中间阶段存在的异常电子电流被压制至零。随后，仿真显示从 ECDI 驱动的动力学过渡到饱和离子声学湍流。分析了电子与离子分布函数的修改及其在非线性发展与不稳定性饱和中的作用。在由 电子漂移驱动的 ECDI 与垂直于磁场的离子束驱动的 ECDI 之间进行比较，后者可通过不同的 Doppler 位移参考系加以观察。将此工作扩展于包含全磁化离子动力学的氢离子束驱动 ECDI 仿真，显示出完整的束流反转现象，EDCI 的周期性增长-饱和循环。
引用
@article{arxiv.2503.03015,
title = {Non-Linear behavior of the Electron Cyclotron Drift Instability and the Suppression of Anomalous Current},
author = {Aryan Sharma and Andrei Smolyakov and Raymond J. Spiteri},
journal= {arXiv preprint arXiv:2503.03015},
year = {2025}
}