无碰撞磁重联中的欧姆定律、重联率与能量转换

磁重联是一种普遍存在的等离子体过程，在宇宙各处爆发性事件中将磁能转化为粒子能量。重联不仅在太阳耀斑和驱动近地空间天气的地磁亚暴中转换能量，还可能在中子星和黑洞磁层的高能辐射中发挥关键作用。在这篇综述文章中，我们聚焦于与许多空间和天体等离子体重联最相关的无碰撞等离子体。以第一性原理动理学模拟和星载原位观测为指导，我们强调了理解这一基本等离子体过程的最新进展。我们首先讨论广义欧姆定律中的非理想电场，它打破了理想磁流体动力学中的磁冻结条件，使得磁重联得以发生。我们指出，这个相同的重联电场在维持电流片中的电流和压力方面也起着重要作用，然后基于力平衡和能量守恒讨论其大小（即重联率）的确定。这种确定重联率的方法适用于各种磁几何、参数和背景条件下的动理学电流片。我们还简要回顾了重联扩散区周围能量转换的关键诊断和建模，从最近发展的理论中寻求见解。最后，讨论了未来前景和未解决的问题。