Astrophysical gyrokinetics: Turbulence in pressure-anisotropic plasmas at ion scales and beyond
我们提出了一个理论框架来描述电磁动力学湍流在多物种，磁化，压力各向异性等离子体。假设湍流波动与平均场相比是小的，相对于平均场是空间各向异性的，并且与离子回旋频率相比具有小的频率。在离子拉莫尔半径以上的尺度上，该理论简化为Kunz等人（2015）制定的动力学简化磁流体力学（KRMHD）的压力各向异性概括。在离子拉莫尔半径和以下的尺度上，实现了三个主要目标。首先，我们分析的压力各向异性gyrokinetic系统的线性响应，并表明它是一个概括以前探索的限制。压力各向异性的影响的稳定性和碰撞阻尼的Alfvenic和压缩波动的突出，注意的频谱位置和宽度的频率跳跃发生的Alfven波过渡到动力学Alfven波。其次，我们推导并讨论了一个一般的自由能守恒定律，它既捕获了长波长的KRMHD自由能守恒，又捕获了亚离子拉莫尔尺度的动力学阿尔芬波和离子熵的双重级联。我们发现，非麦克斯韦功能的分布函数中的相混合量和磁应力的效率的变化，从而影响级联通道之间的自由能的分区。第三，一个简单的模型被用来表明，压力各向异性可以导致大的变化，由于阿尔芬湍流耗散的离子-电子加热比。我们的理论提供了一个基础，以确定如何压力各向异性影响的湍流波动谱，粒子种类的差分加热，以及空间和天体物理等离子体中的平行和垂直相混合的比例。
2018-03-20 astro-ph.HE physics.plasm-ph physics.space-ph
Gyrofluid simulations of turbulence and reconnection in space plasmas
本文利用哈密顿双场陀螺流体模型研究空间等离子体从MHD尺度到电子趋肤深度的湍流与磁重联，揭示强非平衡级联、温度比影响及电子有限拉莫尔半径修正，并讨论四场推广模型。
2024-01-08 physics.plasm-ph physics.space-ph
Firehose and Mirror Instabilities in a Collisionless Shearing Plasma
采用混合动力学方法对无碰撞等离子体中的水龙带不稳定性和镜像不稳定性进行了数值模拟，其中压力各向异性是由持续线性剪切$S$改变磁场而驱动的。对于一个减少的字段，它被发现，主要是斜消防水龙带波动增长在离子拉莫尔尺度和饱和的能量$\sim$ $S^{1/2}$，压力各向异性钉扎在稳定性阈值的粒子散射的微尺度波动。相比之下，非线性镜波动较大的离子拉莫尔规模和增长世俗的时间;边际是由越来越多的人口共振粒子被困在磁镜。在一个剪切时间后，形成饱和的有序统一磁镜，并且粒子从它们的尖锐边缘散射。这两种不稳定性驱动亚离子拉莫尔尺度波动，这似乎是动力学阿尔文波湍流。我们的研究结果影响了天体物理和空间等离子体中的动量和热量传输理论，其中磁场的剪切拉伸是一个通用的过程。
2014-05-02 astro-ph.HE physics.plasm-ph physics.space-ph
Dual phase-space cascades in 3D hybrid-Vlasov-Maxwell turbulence
为了解释无碰撞磁化等离子体中通过湍流的能量耗散，提出了在离子回旋半径以下存在离子熵涨落的双重实空间和速度空间级联。这样的双级联，预测的gyrokinetic理论，以前已经观察到在gyrokinetic模拟的二维，静电湍流。我们第一次证明了在混合动力学电磁湍流的三维模拟中离子熵波动的双相空间级联的证据。在能谱中观察到的一些缩放与级联的广义理论是一致的，该理论解释了临界平衡的、间歇性的、子离子拉莫尔尺度波动的谱各向异性。所观察到的速度空间级联也是各向异性的磁场方向，与线性相位混合沿磁场线进行主要是在离子回旋半径以上的空间尺度和非线性相位混合跨磁场线进行在垂直尺度下的离子回旋半径。这种相空间各向异性可以在太阳风湍流的日光层和磁层数据中找到，并且对弱碰撞天体物理等离子体中湍流的耗散具有深远的影响。
2018-03-08 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
Energetic particle transport across the mean magnetic field: before diffusion
目前的粒子输运模型将带电粒子在湍流等离子体中沿平均场方向的传播描述为扩散。然而，最近的研究表明，在短的时间尺度，如太阳高能粒子（SEP）注入后不久，粒子保持在弯曲的磁场线，这导致在非扩散的初始传播的平均磁场。在这项工作中，我们使用一种新的技术来调查如何从原来的场线的粒子被移位，并量化的参数的过渡，从场对齐的粒子传播沿曲折的场线粒子扩散的平均磁场。我们发现，从场线的粒子的初始去耦是缓慢的，和粒子保持在拉莫尔半径从他们的初始蜿蜒的场线为数十至数百的拉莫尔周期，为0.1-10兆电子伏的质子在湍流条件下典型的太阳风在1~AU。随后，粒子从它们的初始场线解耦，并且在数百到数千个拉莫尔周期之后，达到与场线的曲折所引起的平均场上的粒子扩散一致的时间渐近扩散行为。我们表明，典型的持续时间的预扩散阶段，小时到数十小时的10兆电子伏质子在1~AU太阳风湍流条件下，是显着的SEP传播到1~AU，必须考虑到SEP传播模型时，在行星际空间。
2016-11-16 astro-ph.SR physics.space-ph
Turbulence in Three-Dimensional Simulations of Magnetopause Reconnection
我们详细分析了在磁层顶磁重联的三维粒子模拟中观察到的湍流。这些参数代表了磁层多尺度（MMS）任务中遇到的电子扩散区。湍流被发现开发周围的磁性X线和separatrices，是电磁的性质，其特征在于波矢量$k$由$kρ_e\sim(m_eT_e/m_iT_i)^{0.25}$与$ρ_e$的电子拉莫尔半径，并出现了离子压力梯度作为其自由能的来源。总之，这些结果表明，不稳定性是一个变种的低杂波漂移不稳定性。湍流在面外方向（重联电场的方向）上产生电场波动，其幅度约为$\pm 10$ ~mV/m，这远大于约为$0.1$ ~mV/m的重联电场。在MMS数据中已经识别出平面外电场的如此大的值。模拟中的湍流控制了非对称重联中密度分布和电流层的标度长度，使它们比2-D重联模拟中看到的$ρ_e$或$d_e$标度更接近$\sqrt{ρ_eρ_i}$，并在电子扩散区产生显著的异常电阻率和粘度。
2018-05-03 physics.plasm-ph physics.space-ph
Electron acceleration by turbulent plasmoid reconnection
在太空和天体物理等离子体中，就像在行星磁层中一样，如水星，高能电子经常在电流片（CS）附近发现，这暗示了电子通过磁重联加速。不幸的是，通过重联的电子加速还没有得到很好的理解。特别是湍流等离子体团重连的加速。我们已经研究了电子加速湍流等离子体团重联，所描述的MHD模拟，通过测试粒子计算。为了避免将所有相关的湍流尺度分解到耗散尺度，采用平均场湍流模型来描述亚网格尺度（SGS）的湍流及其通过湍流电动势（EMF）的影响。平均场模型将湍流电动势描述为电流密度、涡度、磁场以及湍流能量、交叉螺旋度和剩余螺旋度的平均值的函数。我们发现，主要在湍流重联的X点周围，强烈增强的局部电动势最有效地加速了电子并导致幂律谱的形成。由湍流引起的磁场对准的电动势主导电子加速过程。缩放加速过程的参数的Hermean磁尾，电子能量高达60千电子伏，可以达到通过热等离子体的湍流等离子体团重联。
2018-06-19 physics.plasm-ph physics.space-ph
Spectrum of kinetic plasma turbulence at 0.3-0.9 astronomical units from the Sun
我们研究了太阳风中湍流的光谱特性，太阳风是一种弱碰撞的天体物理等离子体，可以进行现场观测。使用太阳神搜索线圈磁强计测量在快速的太阳风，在内日球层，我们专注于在尺度小于离子特征尺度的湍流磁波动的属性，所谓的动力学等离子体湍流。在这样的小尺度下，我们发现，从太阳0.3和0.9 AU之间的磁功率谱具有通用的形状$\sim f^{-8/3}\exp{(-f/f_d)}$的耗散频率$f_d$与多普勒频移$f_{ρe}$的电子拉莫尔半径。该行为具有统计学显著性：所有观察到的动力学光谱均通过该模型（使用$f_d = f_{ρe}/1.8$）进行了良好描述。结果表明，电子回旋半径在太阳风中起着耗散尺度的作用，标志着电磁级联的结束。
2021-12-23 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
Electron-scale reduced fluid models with gyroviscous effects
减少流体模型的碰撞无等离子体，包括电子惯性和有限的拉莫尔半径修正的尺度范围从离子到电子gyroradii。基于压力平衡或电子流体的不可压缩性，它们分别捕获动力学Alfvén波（KAWs）或哨声波（WWs），并可以为重联和湍流研究提供合适的工具。等温制度和朗道流体封闭允许各向异性的压力波动被认为是。对于电子β参数$β_e$的小值，在相当于电子惯性长度的尺度下有效的回旋粘性力的微扰计算在$O(β_e)$阶进行，这需要在尺度扩展中的二阶贡献。与动力学理论的比较是在线性制度。强和弱湍流能量级联的横向磁波动的频谱也唯象预测这两种类型的波。在中等离子与电子温度比的情况下，在小于电子惯性长度的尺度下，得到了一种新的KAW湍流区，其中磁能谱的衰减类似于$k_\perp^{-13/3}$，因此比WW湍流的$k_\perp^{-11/3}$谱快。
2018-01-22 physics.plasm-ph physics.space-ph
Quantifying the Effect of Non-Larmor Motion of Electrons on the Pressure Tensor
在空间等离子体中，磁重联和湍流的各种效应使电子运动显著偏离其拉莫尔轨道。总的来说，这些轨道影响电子速度分布函数，并导致在压力张量的“非回转”元素的外观。这种效应的量化在空间和实验室等离子体中有重要的应用，其中之一是在空间观测中追踪磁重联的电子扩散区（EDR）。压力张量的各向异性已有三种不同的度量，即$A\varnothing_e$、$D_{ng}$和$Q$。众多相互矛盾的措施在社区内造成了混乱。我们重新考虑的基本性质的agyrotropy措施应该有这个问题。我们发现，$A\varnothing_e$，$D_{ng}$和$Q$都是基于压力张量的主子项（即旋转不变量$I_2$）的总和定义的。我们详细讨论了基于$I_2$的措施的问题，并解释了为什么他们可能会产生模棱两可的和有偏见的结果。我们引入了一个新的措施$AG$构造的基础上的行列式的压力张量（即旋转不变$I_3$）不遭受的问题，$I_2$为基础的措施。在二维和三维的粒子-细胞磁重联模拟中，我们将$AG$与其他测量方法进行了比较，结果表明$AG$可以有效地追踪Harris和无力电流片中重联的EDR.另一方面，$A\varnothing_e$在EDR和无力重联模拟中的分界线部分没有显示出显著的峰，这表明$A\varnothing_e$在这种情况下不能测量所有的非回转效应，并且不适合于研究除Harris片重联之外的更一般情况下的磁重联。
2018-02-14 nlin.CD nlin.SI physics.plasm-ph
Fluid-like dissipation of magnetic turbulence at electron scales in the solar wind
在太阳风中，磁场涨落的湍流谱在离子特征尺度上显示出谱突变。在电子尺度上，光谱形状还没有完全确定。在这里，我们进行了102光谱等离子体动力学尺度的统计研究，测量的集群/STAFF仪器在自由太阳风。我们发现，在高频范围[1，400] Hz内，磁谱的形式与流体动力学中耗散范围~Ak^（-α）exp（-kl_d）内的磁谱相似。发现耗散尺度l_d与电子的拉莫尔半径ρ_e有关。谱指数α在[2.2，2.9]范围内变化，并且与l_d反相关，正如在能量注入和能量耗散之间平衡的情况下所预期的那样。发现系数A与离子温度各向异性成正比，表明局域离子不稳定性可能对等离子体动力学尺度下的太阳风湍流起一定作用。这里发现的指数谱形状表明，太阳风中磁涨落的有效耗散具有与碰撞流体~k^2δB中电阻项类似的波数依赖性。
2011-11-23 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
Inverse cascade and magnetic vortices in kinetic Alfvén-wave turbulence
采用哈密顿双场回转流体模型，考虑离子有限Larmor半径修正和平行磁场涨落，研究了磁化电子-质子等离子体中运动Alfvén波的逆级联.在垂直于环境场的方向上，级联的动力学是非局部的，并且波周期与驱动尺度下的特征非线性时间的比率$χ_f$影响其某些性质。例如，在小的值$χ_f$，参数衰减不稳定性的模式驱动的强迫可以发展，增强了一段时间的逆传输。当两个反向传播的波被相等地驱动时，在早期获得的平衡状态在小的$χ_f$下也变得不稳定，导致逆级联。对于小于几个单位的$β_e$，当达到低色散光谱范围时，级联减慢。对于较高的$β_e$，KAW与Alfvén频率之比显示局部最小值。在相应的横向波数下，形成凝聚，抑制了向更大尺度的级联。取决于参数，平行的逆级联可以发展，增强一般形成的离子尺度磁涡旋的伸长。
2021-03-31 astro-ph.HE physics.plasm-ph physics.space-ph
Instabilities and Turbulence in Low-$β$ Guide Field Reconnection Exhausts with Kinetic Riemann Simulations
在低$β$，引导场重联排气中的湍流的作用进行了探讨，在二维重联和二维和三维黎曼模拟。排气和相关湍流的结构由排气边界处的一对旋转不连续性（RD）和由逆流离子束产生的一对慢激波（SS）控制。在2D的排气开发大振幅条纹在离子拉莫尔半径尺度，由电子束驱动的离子回旋波。驱动不稳定性的电子束从其中一个RD注入排气中。然而，在3D黎曼模拟中，额外的维度（在面外方向上）导致RD处的强布尼曼和电子-电子流不稳定性，其抑制电子束形成并因此抑制排气中的条纹。RD处的流动不稳定性的强度由电子热速度与阿尔文速度的比率控制，较低的热速度更不稳定。在3D模拟中，离子-离子流不稳定性用于部分热化SS处的逆流离子束。这种不稳定性受声速与阿尔文速度之比的控制，预计在低$β$日冕中是稳定的。结果表明，在引导场重联排气与$1 \gg β> m_e/m_i$，发展的动力学尺度的湍流将是太弱，在能量转换和粒子加速中发挥重要作用。因此，能量转换将主要由层流物理或多x线重联控制。
2019-10-11 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
Kinetic Effects on Turbulence Driven by the Magnetorotational Instability in Black Hole Accretion
磁旋转不稳定性（MRI）是在吸积盘中引起湍流输运的不稳定性，本文在动力学区域进行了研究。辐射低效吸积流（RIAF），就像我们银河系中心的超大质量黑洞周围的那种，被认为是无碰撞的。动力学MHD形式主义，基于弗拉索夫方程的时刻，用于线性分析和非线性模拟。修改ZEUS MHD程序，使其包含关键的动力学MHD项：各向异性压力张量和各向异性热传导。模拟使用局部剪切盒近似。由于绝热不变性（$μ=p_\perp/B$），当MRI放大磁场时，产生压力各向异性。拉莫尔半径尺度的不稳定性-镜，离子回旋加速器，消防水龙带-在大的压力各向异性激发。压力各向同性，由于这些不稳定性的俯仰角散射包括作为一个亚网格模型。动力学MHD模拟的一个关键结果是，各向异性（粘性）应力可以与麦克斯韦应力一样大。提出了一种新的数值模拟大温度梯度下各向异性热传导的方法。简单的实验表明，各向异性热传导的中心差分可以导致热量从较低温度流向较高温度，从而产生负温度。横向温度梯度的限制不会加重温度极值。
2007-03-20 astro-ph physics.plasm-ph physics.space-ph
Energetic Particle Perpendicular Diffusion: Simulations and Theory in Noisy Reduced Magnetohydrodynamic Turbulence
高能带电粒子的传输（例如，宇宙射线）在湍流磁场中的扩散通常以平行于和垂直于大尺度（或平均）磁场的扩散来表征。非线性引导中心理论（NLGC）是一种重要的垂直扩散理论。这个理论的最新版本，基于随机弹道传播的磁场线和回溯校正（RBD/BC），已显示出良好的协议与测试粒子模拟的两个组件的磁湍流模型。本研究的目的是测试的改进理论的一般性，通过将其应用到噪声减少磁流体动力学（NRMHD）湍流模型，确定垂直扩散系数，比较那些从磁力线随机游走（FLRW）和统一的非线性（UNLT）理论和我们的测试粒子模拟。合成NRMHD湍流模型为高能粒子传输创造了特殊条件，在较高的平行波数下没有磁波动，因此如果粒子Larmor半径$R_{\rm L}$甚至略小于最小共振尺度，则没有共振平行散射。这导致平行平均自由程$λ_\parallel$与$R_{\rm L}$的非单调变化。在所考虑的理论中，只有RBD/BC在所考虑的参数范围内在两个因素内匹配模拟。即使理论依赖于$λ_\parallel$，并且对$R_{\rm L}$没有明确的依赖性，也可以获得这种精度。此外，UNLT理论通常提供准确的结果，甚至FLRW极限在许多情况下也提供了非常简单和合理的近似。
2022-05-18 astro-ph.HE physics.plasm-ph physics.space-ph
Transition from ion-coupled to electron-only reconnection: Basic physics and implications for plasma turbulence
使用动力学粒子模拟，我们模拟了磁鞘和太阳风的重联条件，即，等离子体β（气压与磁压之比）大于1和低磁剪切（强引导场）。改变模拟畴的大小，我们发现离子的响应变化很大。对于尺度与离子拉莫尔半径相当的重连区域，离子不响应重连动力学，导致具有非常大的准稳态重连率的“仅电子”重连。随着重联畴尺寸的增加，向更传统的“离子耦合”重联的过渡是逐渐的，当磁岛在法线方向上的宽度达到许多离子惯性长度时，离子在排气中被冻结。在此过渡期间，准稳态重联率下降，直到离子完全耦合，最终达到一个渐近值。在这个电子只有离子耦合过渡的排气宽度的离子流出速度的缩放被发现是一致的一个新的重新连接的场线的理论模型。为了具有与重连阿尔文速度相当的离子流的完全冻结的离子排气，需要至少几个离子惯性长度的排气宽度。在湍流系统与磁泡之间发生的重联与波动，使用几何参数，我们估计，完全离子耦合重联需要至少几十个离子惯性长度的磁泡长度尺度。
2019-01-28 physics.plasm-ph physics.space-ph
Self-organization in collisionless, high-$β$ turbulence
本文研究了无碰撞、高$β$湍流中由压力各向异性和Larmor尺度不稳定性引发的“磁不可变性”自组织效应，发现该效应能抑制磁场涨落与耗散，使Alfvénic级联在粘性尺度下形成近守恒的类MHD惯性区，并通过Landau-fluid模拟证实了微不稳定性仅占据极小体积。
2024-09-27 astro-ph.HE physics.plasm-ph physics.space-ph
Adaptive critical balance and firehose instability in an expanding, turbulent, collisionless plasma
使用混合动力学粒子模拟，我们研究了膨胀的，无碰撞的，磁化等离子体中的强Alfvénic湍流持续驱动的演变。由等离子体膨胀产生的温度各向异性（以及随之而来的平均磁场强度的降低）逐渐降低了场线的有效弹性，导致Alfvénic波动的线性频率和剩余能量的降低。作为响应，这些波动修改它们的相互作用和空间各向异性，以保持它们的特征线性和非线性频率之间的逐尺度“临界平衡”。最终等离子体变得不稳定，动力学消防水龙带不稳定性，激发快速增长的离子拉莫尔尺度的磁波动。随之而来的粒子的俯仰角散射保持边缘稳定附近的温度各向异性，即使作为湍流等离子体继续扩大。由此产生的平行和垂直温度的演变不满足双绝热守恒定律，但准确地描述了一个简单的模型，包括异常散射。我们的研究结果有影响，了解各种热，稀，天体物理等离子体中的宏观和微观尺度物理之间的复杂相互作用，并提供有关功率谱，剩余能量，离子拉莫尔尺度的光谱断裂，和非麦克斯韦功能的离子分布函数，可以通过在高β地区的太阳风的测量进行测试的预测。
2021-11-12 astro-ph.HE physics.plasm-ph physics.space-ph
On stochastic heating and its phase-space signatures in low-$β$ kinetic turbulence
我们重新审视离子随机加热的理论，并研究其相空间签名动力学湍流的相关性低- $β$部分的太阳风。我们保留一个完整的规模依赖的方法在我们的治疗，并考虑的情况下，电场波动可以描述的广义欧姆定律，包括霍尔和热电效应。当离子拉莫尔尺度远小于离子趋肤深度$ρ_{\mathrm{i}}\ll d_{\mathrm{i}}$时，这两个电场项对随机离子加热起主导作用，这是$β{\ll}1$的情况。利用Alfvén波和动力学Alfvén波湍流涨落的谱标度律，我们得到了表征这两个区域中与随机加热相关的场垂直粒子扩散率和能量扩散系数的标度关系。离子加热的相空间签名，然后使用连续驱动Alfvénic湍流在低$β$的三维混合动力学模拟研究。在这些模拟中，平行于磁场的离子的湍流与其垂直对应物（$Q_{\parallel,\mathrm{i}}\ll Q_{\perp,\mathrm{i}}$）相比是次主导的，并且进入离子加热的湍流能量的分数在$β_{\mathrm{i}}=0.3$处为${\approx}75$，在$β_{\mathrm{i}}{\simeq}0.1$处为${\approx}40$。离子回旋的相空间特征与朗道共振无碰撞阻尼和离子回旋和随机加热的（$β$依赖）组合是一致的。我们证明了我们的理论和各种签名与随机部分的加热之间的良好协议。我们讨论的随机加热和我们的工作的影响，随机加热的太阳风航天器数据…
2021-04-26 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
Universality of solar wind turbulent spectrum from MHD to electron scales
为了研究空间等离子体中磁湍流的普遍性，我们分析了不同起源、慢或快以及不同等离子体条件下的自由太阳风中的七个时间周期。磁场的方向与流速始终是准垂直的。在不同频率范围内运行的Cluster航天器上的三种仪器的独特组合使我们有可能分辨高达300 Hz的光谱。我们表明，在不同的等离子体条件下测得的光谱具有相似的形状。这样一个准普适谱由三部分组成：两个幂律和一个指数域。在MHD尺度下，发现了Kolmogorov定律$\sim k^{-5/3}$，在小于离子特征尺度的尺度下，发现了$k^{-2.8}$定律。在$kρ_e\sim (0.1-1)$尺度下，其中$ρ_e$是电子回旋半径，磁谱遵循指数规律$\exp(-k^{1/2})$，表明耗散的开始。这是首次在空间等离子体中观测到指数磁谱。结果表明，在几种空间动力学等离子体尺度中，电子拉莫尔半径在空间等离子体湍流中起着耗散尺度的作用。
2009-09-01 physics.plasm-ph physics.space-ph
Particles trajectories in magnetic filaments
粒子在空间谐波磁场中的运动是一个基本问题，例如，在无碰撞激波的形成机制中。在这样的设置中，通常认为进入韦伯产生的湍流的粒子被捕获在其中，只要它们在峰值场中的拉莫尔半径小于场相干长度。这项工作的目标是把这个启发性的结论，通过研究，分析和数值，这样的运动。一个玩具模型进行了分析，包括一个相对论粒子进入一个区域的空间所占据的空间谐波场。粒子在与磁丝对准的方向上穿透磁结构。虽然这些结论并不简单，但主要结果得到了证实。
2015-07-08 astro-ph.HE physics.plasm-ph physics.space-ph
Magnetofluid dynamics of magnetized cosmic plasma: firehose and gyrothermal instabilities
磁化弱碰撞宇宙等离子体的全球动力学和湍流描述的一般磁流体方程，包含压力各向异性和热通量，必须从微观等离子体动力学理论计算。它表明，即使没有详细的计算的压力各向异性或热通量，人们发现宏观尺度的动力学是一般不稳定的微尺度Alfvenically极化波动。两个不稳定性被认为是详细的：平行消防水龙带不稳定性（包括有限拉莫尔半径的影响，确定最快的增长模式）和gyrotothermal不稳定性（GTI）。后者是一个新的结果-它表明，平行的离子热通量不稳定Alfvenically极化波动，即使在没有所需的消防水管的负压各向异性。主要结论是，压力各向异性和热通量触发等离子体微不稳定性，因此，它们的值将可能由这些不稳定性的非线性演化。理解这种非线性演化的想法进行了讨论。认为宇宙等离子体一般是“三尺度系统”，包括全球动力学、中尺度湍流和微尺度等离子体涨落。天体物理学的例子被认为是冷核心的星系团，它是注意到，观察点在集群中的湍流是在一个边缘状态相对于等离子体微不稳定性，所以它是等离子体微物理学，是可能设置的加热和传导性能的内集群介质。特别是，推导出GTI所隐含的温度波动的规模上的下限。
2010-06-10 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Charged particle diffusion in isotropic random magnetic fields
带电粒子在湍流磁场中扩散输运的研究仍然是一个令人感兴趣的课题。研究通常集中在确定平均磁场存在时的扩散系数。在这里，我们考虑在全三维各向同性湍流磁场中的带电粒子的扩散，没有平均场，这可能是相关的许多天体物理的情况。我们确定不同的范围内的粒子能量取决于拉莫尔半径的带电粒子的湍流的特征外部长度尺度的比率。提出了两种不同的理论模型来计算扩散系数，每个模型适用于不同的粒子能量范围。理论结果与计算机模拟结果进行了比较，显示出良好的一致性。
2017-02-14 astro-ph.HE astro-ph.SR physics.space-ph
