等离子体可压缩性与静电电子开尔文-亥姆霍兹不稳定性的产生

本研究探讨了在无碰撞等离子体中静电（ES）电子开尔文-亥姆霍兹不稳定性（EKHI）的产生，其电子速度剪切类似于磁重联中电子扩散区域发展出的剪切。在不可压缩等离子体中，由于电势与电子动量方程的解耦，ES EKHI在任何速度剪切剖面中都不会出现。相反，流体类的开尔文-亥姆霍兹不稳定性（KHI）可能出现。然而，在可压缩等离子体中，可压缩性将电势与电子动力学耦合，导致在德拜长度$\lambda_{De}$上出现一种新的ES模式EKHI，同时伴随电子声学类波的共同产生。ES EKHI的最小阈值为$\Delta \mathbf{U}> 2c_{se}$，即电子速度剪切大于两倍电子声速$c_{se}$。相应的增长率为$Im(\omega) = ((\Delta \mathbf{U}/c_{se})^2 - 4)^{1/2} \omega_{pe}$，其中$\omega_{pe}$为电子等离子体频率。