基于矩方法的准线性理论：理解冷电子对平行传播whistler chorus波的作用
等离子体物理
2026-03-04 v2 计算物理
空间物理
摘要
地球磁层中存在多种无碰撞粒子种群，这些粒子通过各种波粒相互作用。其中，能量低于 100eV 的冷电子常常主导等离子体密度，但由于测量困难（如航天器充电和光电子污染）仍不受到充分了解。理解这些冷粒子对波粒相互作用的贡献具有重要意义。最近的动力学仿真识别出一种次级漂移驱动的不稳定性，即平行传播whistler模式chorus波在共振锥附近激发斜椭圆电荷声波和Bernstein模式湍流。这些次级模式为从平行传播whistler波到冷电子提供了新的能量输送通道。本文发展了针对次级不稳定性的矩方法准线性理论，以量化此类能量交换。我们的结果表明，这些次级不稳定性在广泛的参数范围内都持续存在，并且在许多情况下导致原始波几乎完全耗尽。这种次级不稳定性可能限制地球磁层平行传播whistler波的振幅，也可能解释了为何在内磁层中很少同时观察到高振幅斜椭圆whistler波或电子Bernstein波与高挈幅场对齐whistler波共存。
引用
@article{arxiv.2512.03269,
title = {Understanding cold electron impact on parallel-propagating whistler chorus waves via moment-based quasilinear theory},
author = {Opal Issan and Vadim Roytershteyn and Gian Luca Delzanno and Salomon Janhunen},
journal= {arXiv preprint arXiv:2512.03269},
year = {2026}
}