碰撞无声等离子体中的韦贝尔不稳定

我们对纯横向韦贝尔（电流丝状化）不稳定在四个范畴下的冷流体分析：非相对论单组分、非相对论多组分、相对论单组分以及相对论多组分（电子-正电子和电子-质子）。从线性化流体方程出发，我们推导各范畴的色散关系，并提取最大增长率 $\gamma_{\rm max}$ 及特征不稳定波数 $k_{\rm max} = \omega_{pi}/c$ 的标度规律。相对论修正在 $v_0 \approx 0.2c$ 以上可抑制 $\gamma_{\rm max}$ 最多降低40%，并在 $v_0 \approx 0.9c$ 处达到峰值。多组分效应仅在 $m_e/m_i \gtrsim 1/500$ 时显著。对于 Bai 等人 2025 年发表于 Nat.Commun. 的台面激光实验，冷流体预测给出 $d_i = c/\omega_{pi} \approx 31.7\,\mu{\rm m}$，与测量的丝状间距 $\lambda_F \approx 31\,\mu{\rm m}$ 仅相差2%。饱和场估计 $B_{\rm sat} \approx 2.3\times10^4$ T 为上限，与动力学抑制下测得的约5000 T 结果一致。两次 MMS 突发模式冲击面穿越（分别于 2015 年 10 月 16 日和 2017 年 11 月 25 日）确认 $k_{\rm max} d_i = 1$ 的 FGM/FPI 数据。多环境散点图跨越 $n_i$ 21 个数量级，所有数据点均在 1:1 线的 ±3 倍范围内。