无碰撞相混合的物理机制
天体物理学
2008-12-23 v2 等离子体物理
空间物理
摘要
先前关于无碰撞条件下离子回旋(IC)阿尔文波相混合的研究已确立了横向密度不均匀区域中平行电场的产生以及由此导致的电子加速。然而，一些悬而未决的问题仍然存在。本文利用2.5维相对论性全电磁PIC(粒子网格)代码和解析MHD(磁流体动力学)公式，确立了以下几点：(i) 利用广义欧姆定律，我们发现平行电场主要由电子压力张量支撑，电子惯性项的贡献较小。(ii) 产生的平行电场和加速电子比例与IC波频率无关，分别保持在比Dreicer值大六个数量级和约20%的水平。产生的平行电场和加速电子比例随IC波振幅的增加而增加。产生的平行电场似乎与等离子体β无关，而加速电子比例则随等离子体β的降低而显著增加(对于等离子体β为0.0001的情况，加速电子比例可高达47%)。(iii) 在无碰撞条件下，IC波耗散长度(定义为波阻尼的距离)随驱动频率的变化与解析MHD结果存在偏差，我们将此归因于有效电阻率可能存在的频率依赖性。(iv) 从我们的数值模拟中推断出的有效反常电阻率至少比经典Spitzer值大四个数量级。
引用
@article{arxiv.0808.1208,
title = {Physics of collisionless phase mixing},
author = {D. Tsiklauri and T. Haruki},
journal= {arXiv preprint arXiv:0808.1208},
year = {2008}
}
备注
Final version, accepted for publication in Physics of Plasmas