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等离子体湍流引起的磁力线游走的发展

等离子体物理 2018-02-28 v1 太阳与恒星天体物理 空间物理

摘要

等离子体湍流在空间和天体等离子体中无处不在,它介导了能量从大尺度电磁场和等离子体流向小尺度的非线性传输,在这些小尺度上能量最终可能转化为等离子体热能。但等离子体湍流通常也会导致穿过等离子体的磁场发生缠结。由此产生的磁力线游走可能会显著影响许多重要的物理过程,包括宇宙射线和高能粒子的传播、磁约束聚变装置中的约束,以及湍流、磁重联和粒子加速等基本过程。本文详细回顾了磁力线游走的各种潜在影响,并指出了可能影响天体等离子体湍流中磁力线游走的发展和饱和的若干重要理论考量。评估了亚离子长度尺度下动力学阿尔芬波湍流的非线性回旋动力学模拟结果,以理解湍流磁能谱和磁力线游走的发展与饱和。研究发现,由于强等离子体湍流对磁场的缠结,湍流空间和天体等离子体通常被预期包含随机磁场。未来的工作将探讨饱和的磁力线游走如何作为等离子体湍流振幅以及热压与磁压之比(即等离子体 beta 值)的函数而变化。

关键词

引用

@article{arxiv.1707.06230,
  title  = {The Development of Magnetic Field Line Wander by Plasma Turbulence},
  author = {Gregory G. Howes and Sofiane Bourouaine},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1707.06230},
  year   = {2018}
}

备注

28 pages, 9 figures, accepted for publication in Journal of Plasma Physics