“剪切-电流”效应与均匀场磁动力学的非线性理论

我们发展了关于在非旋转、非螺旋均匀湍流中施加均匀速度剪切的情形下的“剪切-电流”效应的非线性理论。“剪切-电流”效应与均匀电动势 $\bar{\bf W} {\bf \times} \bar{\bf J}$-项相关，其中 $\bar{\bf W}$ 为均匀涡旋，$\bar{\bf J}$ 为均匀电流。该效应即使在非旋转、非螺旋的均匀湍流中也能导致均匀磁场的生成。我们发现，与 $\alpha$ 效应、非线性湍流磁扩散等不同，“剪切-电流”效应不存在非线性抑制现象。随着均匀磁场的非线性增长，“剪切-电流”效应仅在某一均匀磁场值 $\bar{\bf B}_*$ 处改变符号。该值的大小决定了饱和均匀磁场的水平，其小于等于能量平衡场。我们证明，由于小尺度磁动力学引起的背景磁涡动，能够增强“剪切-电流”效应，并降低 $\bar{\bf B}_*$ 的大小。当背景磁涡动的水平大于湍流动能的 1/3 时，均匀磁场可在动量涡动能谱的任意指数下由于“剪切-电流”效应而产生。