平面磁化同轴枪形成的喷流、扭曲与不闭合球形磁笼
等离子体物理
2009-11-10 v1
摘要
对平面磁化同轴枪产生的多种等离子体构型的测量,揭示了磁螺度注入所导致的磁拓扑演化。实验的重要特征在于极简的同轴枪设计,使得所有观测到的几何复杂性均源于内在物理动力学而非源形状,以及使用了快速多帧数字相机直接对拓扑复杂形状与动力学成像。获得三项关键实验发现:(1) 形成与天体物理喷流磁流体描述一致的轴向准直喷流[Hsu and Bellan, Mon. Not. R. Astron. Soc. 334, 257 (2002)];(2) 当该喷流满足 Kruskal-Shafranov 极限时识别出扭曲不稳定性;(3) 扭曲不稳定性的非线性性质提供了环向到极向磁通的转换,正如同轴磁化源形成 spheromak 所需[Hsu and Bellan, Phys. Rev. Lett. 90, 215002 (2003)]。提出了关于 n=1 中心柱不稳定性如何在 spheromak 形成与维持中提供磁通放大的新解释,并表明喷流准直可在背景极向场的一圈旋转内发生。
引用
@article{arxiv.physics/0411089,
title = {On the jets, kinks, and spheromaks formed by a planar magnetized coaxial gun},
author = {S. C. Hsu and P. M. Bellan},
journal= {arXiv preprint arXiv:physics/0411089},
year = {2009}
}
备注
Physics of Plasmas (accepted)