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无碰撞等离子体中向通用非马歇尔平衡的松弛

等离子体物理 2024-09-04 v1 高能天体物理现象 统计力学

摘要

通过考虑短时间内某些无碰撞不变量保护的熵最大化程序,我们推导了湍流松弛等离子体的通用平衡。这些无碰撞不变量的保护赋予系统对其 prior 条件的部分记忆,但由于湍流级联发展到小尺度,破坏了相位体积的精确保护,使得该记忆在长时间尺度上不够精确。虽然平衡仍由短时间无碰撞不变量决定,但这些不变量本身被湍流的性质驱动向通用形式演化。我们针对一维静电等离子体中的束流不稳定性情况进行了数值验证,其中足够强的湍流似乎导致粒子能量分布函数发展出一个指数为 -2 的普适幂律尾部。

关键词

引用

@article{arxiv.2409.01742,
  title  = {Relaxation to universal non-Maxwellian equilibria in a collisionless plasma},
  author = {Robert J. Ewart and Michael L. Nastac and Pablo J. Bilbao and Thales Silva and Luís O. Silva and Alexander A. Schekochihin},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2409.01742},
  year   = {2024}
}

备注

11 pages, 7 figures