粒子加速与快速磁重联

数学表明，理想演化的磁场对所有非真正例外的演化都具有对非理想效应呈指数增长的敏感性。在仅依赖于非理想性大小对数的时间尺度上，演化中的磁场通常会达到快速磁重联状态。快速磁重联的效应以阿尔文物理而非电阻物理决定的速率进行。这些效应中最广为人知者与磁场能量向等离子体的转移以及限制能量转移的磁螺度守恒相关。如将所示，弱非理想性意味着在由磁面或刚性理想导体界定的区域内磁螺度守恒。但弱非理想性使能量的快速转移变得微妙。该转移可通过阿尔文波驱动力与另外两种效应来理解：即便在理想演化中也存在的有效平行电场 $\mathcal{E}_{||}$（尽管真实平行电场 $E_{||}$ 引起的粒子加速可忽略，其仍能加速粒子），以及给出沿磁场粒子运动动能指数化速率的系数 $\nu_K$。经典重联理论是二维的，排除了三维空间中磁场稳健存在的指数增长敏感性。