随机磁场中磁力线连通性的快速变化与重联

没有连续对称方向的磁场具有一个普遍特征，即相邻磁力线会相互指数分离并变得随机，因此保持磁力线连通性的理想约束对偏离理想欧姆定律的微小扰动呈指数敏感。本文通过基于强引导场磁力线锚定在两个完美导电端板上的简化磁流体动力学方程的数值模拟，测试了利用随机性破坏磁力线连通性作为快速重联机制的想法。从理想稳定的无力平衡态开始，系统被允许经历电阻弛豫。在电阻弛豫过程中发现了两个不同的阶段。在准静态阶段，在磁力线指数化较高的区域发现了磁力线连通性的快速变化和强烈的感应流。然而，尽管单个磁力线的连通性可以迅速改变，但磁力线映射的整体模式似乎逐渐变形。从这个角度来看，磁力线指数化似乎导致的是增强的扩散而非重联。在某些情况下，电阻准静态演化可能导致理想稳定的初始平衡态跨越稳定性阈值，导致强电流丝的形成以及磁力线映射快速转变为性质完全不同的模式。正是在这个起始阶段，磁力线连通性的变化更适宜被指定为磁重联。我们的结果表明，磁力线连通性的快速变化似乎是快速重联的必要条件，但并非充分条件。