磁化等离子体中的速度空间级联：数值模拟

通过二维空间几何下的直接数值模拟研究等离子体湍流。利用混合 Vlasov-Maxwell 模型，我们探究了速度空间级联存在的可能性。Servidio 等人 [PRL, {\bf 119}, 205101 (2017)] 近期提出了一种空间等离子体湍流新理论，并通过对航天器观测数据做三维 Hermite 分解加以支持，表明离子速度分布的速度空间涨落遵循宽带、幂律 Hermite 谱 $P(m)$，其中 $m$ 为 Hermite 指数。我们在磁化程度更高的 regime 中数值探索了这些机制。我们发现：（1）由于外磁场的存在，等离子体在速度空间呈现谱各向异性（类似于流体与等离子体湍流的空间各向异性）；（2）能量分布遵循上述理论-观测工作所提出的预测 $P(m)\sim m^{-2}$；（3）速度空间活动在空间上呈间歇性，在相干结构（如湍流产生的重联电流片）附近增强。这些结果可能与多种情形下弱碰撞等离子体的非线性动力学相关。