无碰撞平板等离子体中一种小尺度撕裂模的物理机制
等离子体物理
2020-08-26 v2
摘要
微撕裂模作为一种撕裂宇称电子温度梯度驱动的等离子体不稳定性已被广泛报道,它导致磁面发生细尺度撕裂,从而引起磁力线重联和磁岛形成。在平板几何中,先前研究表明其驱动机制需要有限的碰撞频率。然而,我们在线性回旋动理学模拟中发现,即使在低碰撞和零碰撞频率下,也存在一种无碰撞的细尺度撕裂宇称不稳定性。详细研究表明,这些平板模同样由电子温度梯度驱动,但对电子有限拉莫尔半径效应敏感,且其径向波数远小于双法向波数,后者与离子拉莫尔半径相当。此外,它们在静电极限下依然存在,而电磁效应实际上对这种无碰撞撕裂模具有稳定作用。解析模型表明,这种无碰撞小尺度撕裂模与一种撕裂宇称平板电子温度梯度(ETG)模一致,其不稳定性可能强于常被研究的扭转宇称ETG模。这种小尺度撕裂宇称模可导致磁岛,进而可能影响磁化等离子体中的湍流输运。
引用
@article{arxiv.2004.10073,
title = {The physics of a small-scale tearing mode in collisionless slab plasmas},
author = {C. Geng and D. Dickinson and H. R. Wilson},
journal= {arXiv preprint arXiv:2004.10073},
year = {2020}
}
备注
18 pages, 9 figures