强阿尔文波碰撞产生的电流片中朗道阻尼导致的空间局域粒子能量增益

理解磁化等离子体中湍流涨落的能量移除以及由此导致的组成等离子体粒子的能量增益是太阳物理和天体物理的主要目标。先前的工作表明，反向传播阿尔文波之间的非线性相互作用——或阿尔文波碰撞——是天体物理等离子体湍流的基本构建块，并在强非线性极限下自然产生电流片。利用强阿尔文波碰撞的非线性回旋动力学模拟，来检验在自洽生成的电流片中发生的电磁涨落的阻尼以及相关的粒子能量增益。一个简单的模型解释了由于无碰撞阻尼和相关的粒子能量增益的能量流动，以及随后通过碰撞实现的粒子能量热化。平行电场导致的净粒子能量增益被证明是空间间歇的，并且非线性演化对于实现这种空间非均匀性至关重要。使用最近发展的场-粒子关联技术，我们表明模拟中与阿尔文波共振的粒子主导了能量转移，确凿地证明朗道阻尼在该强非线性模拟中电磁涨落的空间间歇阻尼和随之而来的粒子能量增益中起着关键作用。