The Enhancement of Ion Heating in Kinetic, Anti-Parallel Reconnection in the Presence of a Flow Shear
本研究通过2.5D Particle-In-Cell模拟发现，流剪切通过将剪切能转化为热能，使反平行磁重联中的离子加热增加高达300%，并降低外流速度，为Parker Solar Probe观测到的重联抑制现象提供了理论解释。
2025-08-13 physics.plasm-ph
Kinetic Model for Stochastic Heating in the INCA Discharge
2014年首次提出了一种基于平面内诱导的周期性结构旋涡场的新型电子加热机制[U. Czarnetzki和Kh. Tarnev，Physics of Plasmas 21，123508（2014）]。这个理论概念现在已经在实验中实现，该实验证实了在这种阵列结构中的有效无碰撞加热[Ph.Ahr，T.V.Tsankov，J.Kuhfeld，U. Czarnetzki，提交给Plasma Sources Science and Technology，arXiv：1806.02043v1（2018）]。这个新概念被称为“电感耦合阵列”：INCA。在这里，背后的碰撞（随机）加热的物理机制进行了研究，由两个分析模型。首先，通过随机平均单个电子轨迹，研究了场在垂直于平面的方向上呈指数空间衰减的阵列场结构中的电子加热率。该方法类似于标准电感耦合等离子体中经典随机加热的Lieberman模型。这一分析表明，沿垂直方向的热运动的经典随机加热，使一个可以忽略不计的贡献。然而，在平面内存在很强的无碰撞非局部加热效应。总之，加热在平面上是非局部的，但在垂直方向上是局部的。这种见解允许一个简单的解决方案的碰撞玻尔兹曼方程，不仅证实了利伯曼模型的结果，但也提供了明确的表达式复杂的电导率。基于电导率的有效随机碰撞频率，复阻尼系数和相关的场到等离子体中的场穿透计算。最后，在模型中考虑了中性背景原子的弹性碰撞，并导出了…
2018-06-07 physics.plasm-ph
Experimental Tests of Radio-Frequency Heating Saturation in Ultracold Neutral Plasmas
Colorado State University（科罗拉多州立大学）
通过测量不同幅度和持续时间的射频脉冲对电子加热的影响，实验测试了超冷中性等离子体中射频加热的饱和现象，发现当振荡速度接近热速度时未观察到饱和，并比较了线性响应理论和二元碰撞理论。
2026-06-01 physics.plasm-ph
Density Limit Experiments and Core-localized Kinetic MHD Activities in HL-2A Ohmic Heating Plasmas
Joint Laboratory for Fusion Product and Energetic Particle, Southwestern Institute of Physics（聚变产物与高能粒子联合实验室，西南物理研究院）
HL-2A Ohmic加热等离子体中首次发现核心局部化动能磁流体动力学不稳定性，揭示了密度限制的可能机制。
2026-01-22 physics.plasm-ph
Kinetic heating by Alfvén waves in magnetic shears
利用第一性原理动力学模拟，我们证明了在非均匀背景中传播的大尺度Alfvén波（AW）衰减为动力学Alfvén波（KAWs），触发离子和电子的相互作用。我们证明了这两个物种可以获得不等量的初始AW能量，经历差分加热。在衰变过程中，由KAWs携带的电场在粒子VDFs中产生非麦克斯韦特征，根据空间观测。我们目前的过程只需要一个大规模的AW与磁剪切的相互作用，可能是相关的几个天体物理和实验室等离子体。
2021-12-01 astro-ph.SR physics.plasm-ph
Z Pinch Kinetics II -- A Continuum Perspective: Betatron Heating and Self-Generation of Sheared Flows
本文通过绝热不变量分析Z箍缩的绝热压缩，提出混合CGL模型，揭示betatron加热产生各向异性并自产生剪切流，以抵抗通量变化。
2024-11-11 physics.plasm-ph
Quasilinear Evolution of Kinetic Alfven Wave Turbulence and Perpendicular Ion Heating in the Solar Wind
本文利用在湍流太阳风等离子体中测得的动力学阿尔芬波动谱计算了由准线性扩散引起的电子和离子分布函数。修正的离子分布函数被发现是不稳定的长波长电磁离子回旋波。这些波的俯仰角将平行离子的速度分散成垂直的速度，从而有效地提高了垂直离子的温度。
2011-04-08 astro-ph.SR physics.plasm-ph
von Kármán energy decay and heating of protons and electrons in a kinetic turbulent plasma
衰减的时间未驱动的弱碰撞动力学等离子体湍流的系统大的离子动力学尺度相比，研究使用完全电磁粒子在细胞模拟开始与横向流动和磁扰动，恒定密度，和一个强大的引导场。所观察到的能量衰减是一致的冯卡门假设的相似性衰减，在制定适应磁流体力学（MHD）。动力耗散发生在小尺度上，但总的速率显然是由大尺度动力学控制。在小的湍流幅度下，电子优先被加热。在更大的振幅质子加热是主要的效果。在太阳风和日冕中，质子通常更热，这表明这些自然系统处于大振幅湍流状态。
2013-08-30 physics.plasm-ph physics.space-ph
Kinetic dissipation and anisotropic heating in a turbulent collisionless plasma
利用无碰撞混合模拟方法研究了Orszag-Tang涡旋的动力学演化。在磁流体动力学制度，这种涡流迅速导致宽带湍流。与MHD的显著差异出现在小尺度上，其中流体尺度能量几乎完全通过磁场耗散成热，因为质子与磁场解耦。虽然没有回旋共振，但质子在垂直于平均场的平面上优先加热，就像日冕和太阳风一样。计算了有效输运系数。
2008-06-20 physics.plasm-ph physics.space-ph
Kinetic collisionless model of the solar transition region and corona with spatially intermittent heating
LIRA, Observatoire de Paris, Université PSL, CNRS, Sorbonne Université, Université Paris-Cité, France（巴黎天文台，巴黎文理研究大学，法国国家科学研究中心，索邦大学，巴黎 Cité 大学）
该研究通过间歇性加热模型解释太阳色球层与日冕的温度倒置现象，无需局部加热。
2025-10-07 astro-ph.SR physics.plasm-ph
Towards explanation of the two-frequency heating effect in electron cyclotron ion sources
镜面磁场中电子回旋共振（ECR）加热的准线性模型预言了双色波情况下电子分布函数的本质加宽。这可以稳定电子-回旋频率范围内的动力学不稳定性，导致ECR离子源的性能改善，该效果在许多独立实验中观察到。
2020-12-02 physics.plasm-ph
Propinquity of current and vortex structures: effects on collisionless plasma heating
弱碰撞等离子体湍流加热的间歇性是一个活跃的研究课题，对理解太阳风、日华和天体物理等离子体具有重要的潜在影响。最近的研究表明，在等离子体加热涡的作用。在磁流体动力学小尺度涡附近产生的电流片，这种效果持续在动力等离子体，这里证明了混合动力和完全动力粒子在细胞（PIC）模拟。此外，涡增强局部动力学效应，与广义共振条件选择的质子加热和热各向异性的符号相关的增强或减少。在这样的等离子体加热与涡度和电流密度，但更强烈地与涡度。这些结果有助于解释几个先前的结果，发现动力学效应和附近，但不集中，电流片。动力学等离子体的相干性涉及多个物理量，相干结构与非热效应密切相关。
2016-10-10 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
Fast collisional electron heating and relaxation in thin foils driven by a circularly polarized ultraintense short-pulse laser
良好的热化，热的和致密的等离子体的创建是有吸引力的热致密物质的研究。利用粒子模拟方法研究了超强超短激光脉冲在固体铜靶中的碰撞诱导能量吸收。我们发现，在照射由一个$2\times10^{20}{\rm\,W\,cm^{-2}}$强度，$60{\rm\,fs}$持续时间，圆偏振激光脉冲，在碰撞模拟的电子迅速达到一个良好的热化分布与${\sim}3.5{\rm\,keV}$温度，而在无碰撞模拟的吸收弱几个数量级。圆极化抑制超热电子的产生，同时确保通过逆韧致辐射有效的体加热，这是一种在相对论激光强度下通常被忽视的机制。考虑碰撞电离和场电离的另一个模拟产生了类似的结果：大量电子被加热到${\sim}2.5{\rm\,keV}$，但与预设的固定电离情况相比，热化程度略低。碰撞吸收机制被发现是强大的对激光参数的变化。在固定的激光脉冲能量下，增加脉冲持续时间而不是强度导致更高的电子温度。
2020-04-28 physics.plasm-ph
Reduction of electron heating by magnetizing ultracold neutral plasma
采用经典分子动力学模拟，模拟了外加磁场作用下超冷中性等离子体中的电子加热。一个足够强的磁场被发现，以减少无序诱导加热和三体复合加热的电子约束电子运动，因此加热，与磁场对齐的单一维度。一个强大的和持久的温度各向异性的发展，和整体动力学电子温度有效地降低了三分之一。这些结果表明，实验可能会增加有效的电子耦合强度，使用外加磁场。
2017-11-15 physics.plasm-ph
Kinetic simulation of nonrelativistic perpendicular shocks of young supernova remnants. IV. Electron heating
高马赫数无碰撞激波存在于行星系统和超新星遗迹中。电子在这些冲击中被加热到远高于朗肯-于戈尼奥预测的温度。然而，负责电子加热的过程仍然没有得到很好的理解。我们使用一组大尺度的Particle-In-Cell方法模拟了高马赫数区域的非相对论激波，以阐明电子加热过程。这些冲击的物理性质由冲击斜坡处的离子反射定义。反射离子和上游等离子体的进一步相互作用激发静电布尼曼和双流离子-离子韦伯不稳定性。电子通过激波冲浪加速、激波势、磁重联、随机费米散射和激波压缩被加热。主要贡献者是冲击电位。磁场线由于韦伯不稳定性而缠结，这允许由冲击电位加热平行电子。电子加热的约束模型预测的离子-电子温度比在SNR冲击和土星的弓冲击观测值。
2020-08-13 astro-ph.HE physics.plasm-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
Kinetic wave activity and proton heating in 3D hybrid simulations of decaying balanced and imbalanced Alfvénic turbulence
The University of Texas at Austin（德克萨斯大学奥斯汀分校）
该研究通过三维混合模拟对比平衡与不平衡阿尔文湍流，发现交叉 helicity 是控制无碰撞湍流等离子体大尺度演化、动力学活动和能量耗散的关键参数，平衡湍流的能量耗散与质子加热更显著。
2026-10-09 physics.plasm-ph physics.space-ph
Fast collisionless reconnection and electron heating in strongly magnetized plasmas
使用保留非等温电子动力学的新型流体动力学模型[Zocco & Schekochihin，Phys. Plasmas 18，102309（2011）]研究了强磁化（低β）、弱碰撞等离子体中的磁重联。结果表明，电子加热通过朗道阻尼（线性相位混合）是占主导地位的耗散机制。在时间上，电子加热发生在重联率的峰值之后;在空间上，它集中在磁岛的分界线上。对于足够大的系统，峰值重连率为$cE_{max}\approx 0.2v_AB_{y,0}$，其中$v_A$是基于重连字段$B_{y,0}$的阿尔文速度。岛的饱和宽度是相同的MHD模型，除了小系统，当它变得可比的动力学尺度。
2013-01-02 astro-ph.SR physics.plasm-ph
Extending the Nanbu Collision Algorithm to Non-Spitzer Systems and Application to Laser Heating and Damage
我们推广了Nanbu碰撞算法，以适应任意的碰撞率，使非斯皮策系统中的短程粒子相互作用的精确动力学建模。通过这种扩展，我们探索了不同碰撞模型对超强激光如何首先开始加热目标的模拟的影响。碰撞对等离子体演化的影响对于处理粒子慢化、能量输运和热化是至关重要的。广泛使用的Nanbu碰撞算法提供了一种快速且计算有效的方法，以在动力学模拟中包括带电粒子之间的碰撞效应，而不需要粒子已经处于局部热平衡。然而，它是“硬连线”使用斯皮策碰撞率适合于热，相对稀等离子体。这一限制使得Nanbu碰撞算法不能准确描述冷靶的初始加热，而这是研究激光损伤或热致密物质态产生的关键问题。我们描述了我们的方法修改南部碰撞算法，并证明了铜目标的精度提高。
2016-09-22 physics.plasm-ph
Hybrid-Kinetic Simulations of Ion Heating in Alfvénic Turbulence
我们提出了三维，混合动力学数值模拟驱动阿尔文波湍流的相关碰撞近地太阳风。特别注意的是附近的离子拉莫尔尺度和优先垂直离子加热和非热翼的平行分布函数的起源发生的光谱转换。几种新的诊断被用来表明，离子加热率增加的动力学阿尔文波波动，其中包括大部分的子离子拉莫尔湍流级联，达到近离子回旋频率。我们发现级联能量的${\approx}75$ - $80\%$用于加热离子，与近地太阳风大致一致。这种加热伴随着粒子速度和分布函数中清晰的速度空间特征，包括平行速度分布中的扁平核心和平行速度分布中的非麦克斯韦翼。后者归因于渡越时间阻尼和垂直加热的粒子到平行方向的俯仰角散射。伴随着这些功能是一个陡峭的光谱指数的亚离子拉莫尔磁场波动超过规范$-2.8$，作为场能量被转移到热能。这些预测可以通过对近地太阳风的测量来检验。
2019-05-17 astro-ph.HE physics.plasm-ph physics.space-ph
Diagnostics of hot electrons leaving the ECR plasma sustained by the high-power gyrotron
电子回旋共振（ECR）放电等离子体中电子的能量分布具有复杂的形状，作为各种参数的函数，仍然未知。同时，它也是等离子体的一个重要特性。一些方法和途径给出了估计或测量从等离子体中损失的电子的分布的性质的可能性。其中之一，类似于离子质谱，在这项工作中，获得这样的分布在非经典的连续ECR离子源与高（高达$ 50-100$ W/cm $ ^ 3 $）的能量输入的第一次随着韧致辐射谱。对于某些参数，发现了一个阈值状的制度，其中包括高能电子的爆发，韧致辐射，据推测，动力学不稳定性的发展。
2021-12-31 physics.plasm-ph
Fast Correlation Heating in Moderately Coupled Electron-Ion Plasmas
本研究首次严格推导中等耦合电子-离子等离子体中的快速关联加热机制，明确其速率远快于碰撞能量交换，指出飞秒激光脉冲或可助力惯性约束聚变快点火方案实现点火。
2023-05-05 physics.plasm-ph
Intermittency and electron heating in kinetic-Alfvén-wave turbulence
我们报告的分析和数值研究的低β等离子体中的亚离子尺度的湍流，侧重于波动和电子加热的光谱特性。在等温极限下，数值结果强烈支持Boldyrev & Perez（Astrophys. J. Lett. 758，L44（2012））以包括间歇性效应。当去除等温性的约束时（即，包括电子动力学物理），发现由于电子朗道阻尼，能谱变陡，这是通过电流片周围的对流非线性的局部减弱而实现的，并且经由速度-空间级联产生显著的能量耗散。使用厄米多项式表示来表达电子分布函数的速度空间依赖性，使我们能够获得分析，最低阶的解决方案的厄米矩的分布，这是证明了数值模拟。
2022-08-04 astro-ph.HE physics.plasm-ph physics.space-ph
Solar Coronal Heating: Role of Kinetic and Inertial Alfvén Waves in Heating and Charged Particle Acceleration
本文利用广义Vlasov-Maxwell动理学框架研究动理学与惯性阿尔芬波对日冕加热和粒子加速的贡献，揭示坡印廷通量、电势及共振速度随温度比和电子惯性长度的变化规律，并量化了两种波通过磁通环管输运的功率。
2025-05-06 astro-ph.SR physics.plasm-ph
Energy transfer, pressure tensor and heating of kinetic plasma
动力学等离子体湍流级联跨越从宏观流体流动到亚电子尺度的多个尺度。耗散大尺度能量、终止惯性范围级联和将动能转化为热量的机制是激烈争论的。在这里，我们重新审视这些难题使用完全动力学模拟。通过对Vlasov方程进行尺度相关的空间滤波，我们在规定的尺度上提取信息，并引入几个能量传递函数。这种方法允许高度不均匀的能量级联进行量化，因为它进行到动力学尺度。压力功$-\left( \boldsymbol{P} \cdot \nabla \right) \cdot \boldsymbol{u}$可以触发流体流动与随机运动之间的能量转换通道，这是碰撞流体中粘性耗散的无碰撞推广。能量传递和压力功都与速度梯度密切相关。
2017-05-05 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
Ion energy balance during fast wave heating in TORE SUPRA
在TORE SUPRA装置上研究了快磁声波与电子的直接耦合。初步实验致力于优化快波电子加热（FWEH）和电流驱动（FWCD）的方案。在第一部分中，热动能和抗磁能量进行了比较时，快波施加到两个不同的制度：1/少数氢加热的情况下（ICRH），2/直接电子阻尼等离子体。离子共振层，边际存在于等离子体中的后政权（FWEH）的影响，然后提出和讨论。
2004-02-13 physics.plasm-ph
Collisionless and collisional kinetics of a plasma atmosphere with spatially and temporally intermittent heating at its base
LIRA, Observatoire de Paris, Université PSL, CNRS, Sorbonne Université, Université Paris-Cité（拉格朗日力学与天体物理实验室，巴黎天文台，巴黎文理研究大学，法国国家科学研究中心，索邦大学，巴黎西岱大学）
研究日冕底部时空间歇性加热对其温度和密度结构的影响，通过引入随机热边界条件等，在动力学框架内推导解析解，分析不同时间尺度下加热及碰撞对热结构的作用，揭示稀疏间歇性加热能产生超热粒子分布并再现日冕热结构。
2026-10-14 astro-ph.SR physics.plasm-ph
Two-Stage Bulk Electron Heating in the Diffusion Region of Anti-Parallel Symmetric Reconnection
反平行对称重联过程中扩散区的电子体重联需要两个阶段。首先，流入的电子被双极平行电场捕获并激发。接下来，电子在经历曲折运动时从重联电场获得能量。这些无碰撞机制已经在前面描述过了，它们导致了高度结构化的电子速度分布。尽管如此，一个简化的控制体积分析提供了估计如何与上游等离子体条件的净有效加热尺度与完全动力学模拟和航天器观测。
2016-09-29 physics.plasm-ph
Superelastic Heating in Treanor-Gordiets Plasmas: A Unified Analytic Closure
University of Arizona（亚利桑那大学）
本文提出一种统一的解析闭合方法，解决非平衡等离子体中超弹性电子加热率的预测问题，通过考虑非谐振Treanor-Gordiets分布中的高能态过 populated 和热力学去 populate，提供了一种热力学一致的宏观闭合框架。
2026-05-11 physics.plasm-ph
The Structure of Plasma Heating in Gyrokinetic Alfvénic Turbulence
我们分析等离子体加热弱碰撞动力学阿尔文波（KAW）湍流使用高分辨率gyrokinetic模拟跨越离子和电子gyroradii之间的尺度范围。具有高于平均加热速率的真实空间结构被示出为不限于当前片。这一新的结果与以前的研究不一致，以前的研究使用局部电子流体框架中的电磁功，即$\mathbf{J} \!\cdot\! (\mathbf{E} + \mathbf{v}_e\times\mathbf{B})$，作为湍流耗散的代理，认为加热遵循电流的间歇性空间结构。此外，我们表明，电子主要由平行加热，而离子更喜欢垂直加热路线。我们评论的影响，在这里提出的结果。
2016-11-18 physics.plasm-ph
Stochastic proton heating by kinetic-Alfvén-wave turbulence in moderately high-$β$ plasmas
随机加热是指带电粒子的平均磁矩与电磁波动相互作用的增加，电磁波动的频率小于粒子的回旋频率。当陀螺仪波动的幅度超过一定阈值时，就会出现这种加热，导致垂直于磁场的平面中的粒子轨道变得随机而不是近似周期性。我们考虑了阿尔文波（AW）和动力学阿尔文波（KAW）湍流对质子的随机加热，这可能对太阳风的加热做出重要贡献。利用唯象理论，我们导出了等离子体中的随机质子加热率，其中$β_{\rm p} \sim 1-30$，其中$β_{\rm p}$是质子压力与磁压力的比值。(We不考虑$β_{\rm p} \gtrsim 30$状态，在该状态下质子陀螺标度的KAWs变为非传播。）我们测试我们的公式的随机加热率的数值跟踪测试粒子质子相互作用的频谱随机相位AWs和KAWs。以前的研究表明，在$β_{\rm p} \lesssim 1$，粒子主要是由静电势的时间变化和热质子陀螺轨道的随机主要是由静电势的陀螺波动。相比之下，在$β_{\rm p} \gtrsim 1$，粒子主要由电场的螺线管分量激励，热质子陀螺轨道主要由磁场中的陀螺尺度波动随机化。
2018-11-21 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
Scale Separation Effects on Simulations of Plasma Turbulence
针对等离子体湍流模拟中人工参数取值可能引入非物理效应的问题，采用Gkeyll框架十矩流体模型开展数值实验，系统探究离子-电子质量比对动理学过程及等离子体加热的影响，明确了电子加热的渐近行为对应质量比阈值。
2024-04-18 physics.plasm-ph
Non-inductive plasma current sustainment with stochastic electron cyclotron in EXL-50 spherical torus
本文首次用电子回旋波在球形圆环上实现了随机波无感电流的启动和维持。等离子体电流对ECW的注入角度不敏感，与X射线光谱的斜率近似线性相关。其方向由垂直磁场（BV）决定。具有特定能量的X射线韧致辐射光子的数量的时间发展与随机加热模型是一致的。此外，在正常条件下（最大等离子体电流：150 kA，ECW：140 kW），ECW的安培与瓦特的比率通常>1 kA/kW。用随机电磁波中不对称电子速度分布的随机加热模型解释了实验结果。
2021-09-02 physics.plasm-ph
Dependence of Kinetic Plasma Turbulence on Plasma beta
我们研究了等离子体\b{eta}（等离子体压力与磁压力的比值）对动力学等离子体湍流演化的影响。我们发现，等离子体\b{eta}系统地影响光谱，测量的折射率，湍流波动的衰减率，并划分在不同的通道的能量交换更具体地说，增加等离子体\b{eta}导致更大的总加热，质子加热优先超过电子。实现磁鞘的温度比的影响进行了讨论。
2018-07-30 astro-ph.GA physics.plasm-ph physics.space-ph
Particle Heating and Energy Partition in Low-$β$ Guide Field Reconnection with Kinetic Riemann Simulations
动力学黎曼模拟已经完成，以探讨在低$β$环境中的内日光层和日冕的引导场重联粒子加热。重联排气是由两个旋转不连续性（RD）和两个慢激波（SS）的排气内形成的磁流体动力学（MHD）模型。在RD处，离子被磁场张力加速以驱动重联流出以及在面外方向上的流动。面外流流向中平面并汇合以驱动SS。SS与MHD模型中的SS有很大不同。在激波前缘和上游和下游的湍流很弱，所以激波是层流的，几乎没有耗散。在SS的下游，逆流离子束导致更高的密度，这导致SS之间的正电势，其用于限制下游电子以保持电荷中性。电势将电子从SS的上游加速到下游区域，并捕获一小部分，但仅适度地将下游电子温度增加到上游值以上。在低- $β$极限中，释放的磁能在整体流动和离子加热之间分开，其中很少能量流向电子。该模型既不产生强电子加热，也不产生高能电子成分，这表明需要其他机制，如多个x线重联，来解释大耀斑中高能电子的产生。该模型可以用帕克太阳探测器的预期数据进行测试。
2019-07-27 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
Kinetic Signatures and Intermittent Turbulence in the Solar Wind Plasma
利用位于1天文单位的Wind航天器的测量结果，在太阳风等离子体中观察到动力学过程与间歇性湍流之间的联系。特别是，动力学效应，如温度各向异性和等离子体加热集中在相干结构，如电流片，这是不均匀分布在空间附近。此外，这些相干结构优先发现在等离子体不稳定的镜像和消防水龙带不稳定性。在这些区域中的不均匀加热（其存在于磁场平行和垂直温度分量中）导致质子比在典型的稳定等离子体条件下热至少3-4倍。这些结果提供了一个新的理解动力学过程中的湍流制度，线性弗拉索夫理论是不足以解释非高斯结构附近的非均匀等离子体动力学。
2012-04-13 physics.plasm-ph physics.space-ph
Reduced fluid-kinetic equations for low-frequency dynamics, magnetic reconnection and electron heating in low-beta plasmas
本文提出了一个低β等离子体中磁重联和低频动力学的极小模型。该模型结合了分析和计算的简单性与物理可实现性：它是一个严格的限制的陀螺动力学等离子体β的顺序的电子-离子的质量比。该模型包含碰撞，可用于碰撞和无碰撞重联制度。它包括回旋离子（不假设冷），并允许通过电阻率或电子惯性（无论哪个占主导地位）对磁场线进行拓扑重排。两个流体动力学耦合到电子动力学-电子不假定等温，并通过减少漂移动力学方程描述。因此，该模型允许的不可逆性和通过速度空间中的平行相混合的磁能转化为电子热。分析了各种形式的自由能之间的交换及其转化为电子热。它示出了如何所有相关的线性波和制度的撕裂不稳定性（无碰撞，半碰撞和完全电阻）恢复在我们的模型的各种限制。提出了一种有效的方法来模拟我们的方程数值，通过厄米表示的速度空间。结果表明，速度空间中的小尺度将形成，从而引起一个浅厄米空间谱，由此推断，对于稳态或足够慢的动力学，电子加热速率将保持有限的碰撞消失的限制。
2011-10-21 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
Current Sheets and Collisionless Damping in Kinetic Plasma Turbulence
我们提出了第一个研究的形成和耗散的电流片在电子尺度上的波驱动，弱碰撞，三维动力学湍流模拟。我们调查的相对重要性耗散与无碰撞阻尼通过共振波-粒子相互作用与耗散在小尺度电流片在弱碰撞等离子体湍流。电流片形成自洽从波驱动的湍流，其填充分数是很好的相关电子加热速率。然而，模拟的弱碰撞性质必然意味着电流片不会通过欧姆耗散显著耗散。相反，通过与电子的朗道共振的无碰撞阻尼足以解释作为模拟中尺度的函数的测量的加热，而不需要显著的欧姆耗散。这一发现表明，电流片的耗散是由共振波-粒子相互作用和电流片的位置在空间上对应于增强加热的区域的可能性。
2013-06-07 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
A study of particle acceleration, heating, power deposition, and the damping length of kinetic Alfvén waves in non-Maxwellian coronal plasma
本文利用动力学等离子体理论和Vlasov-Maxwell模型，研究非麦克斯韦日冕等离子体中动力学阿尔文波对粒子的加速加热、功率沉积及阻尼长度，揭示超热粒子参数κ和温度比Te/Ti对能量输运距离的显著影响。
2024-12-02 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
Enhanced Electron Mixing and Heating in 3D Asymmetric Reconnection at the Earth's Magnetopause
电子加热和混合过程中的非对称重联进行了研究与三维动力学模拟，匹配等离子体参数从磁层多尺度（MMS）航天器观测的磁层顶扩散区。与2D模拟相比，磁层分界线上的混合和加热得到了强烈的增强。在三维空间中，粒子穿越分界线的输运是由磁层顶附近陡峭的密度梯度激发的低杂波漂移湍流引起的。在三维模拟（而不是二维模拟），电子温度平行于磁场内的混合层是显着高于其上游值与MMS的意见。
2017-03-29 physics.plasm-ph physics.space-ph
Electron acceleration and heating in collisionless magnetic reconnection
利用Harris电流片的隐式动力学模拟结果讨论了无碰撞磁重联过程中电子的加速和加热。我们考虑和比较了不同β值的等离子体中的电子动力学，并进行了模拟的物理质量比。我们分析了电子通过重联区的典型轨迹，研究了电子的速度，重点研究了离面速度，并讨论了电子沿面内和离面方向的加热。
2003-05-06 astro-ph physics.plasm-ph physics.space-ph
Electron Holes and Heating in the Reconnection Dissipation Region
利用粒子模拟和动力学理论，我们探讨了在三维磁重联与引导场的耗散区的电流驱动的湍流和相关的电子加热。在后期，湍流主要由Buneman不稳定性和低混杂不稳定性控制。两者都产生共存的电子空穴，但具有非常不同的传播速度。空穴对电子的散射增强了耗散区的电子加热。
2010-01-19 astro-ph.SR nlin.PS physics.plasm-ph
Electron Heating in a Relativistic, Weibel-Unstable Plasma
采用粒子模拟方法，对两束初始未磁化的相对论逆流均匀离子-电子等离子体束的动力学过程进行了二维数值模拟。结果表明，电流细丝，这是由于韦伯不稳定性的形式，发展一个大规模的纵向电场的方向相反的电流所携带的细丝的理论预测。电流丝中快速移动的离子由于该纵向电场而减速。相同的纵向电场，这是部分感应和部分静电，被确定为电流丝中的电子加速的主要来源。横向电场虽然大于纵向电场，但在加热电子方面所起的作用较小，这与先前的权利要求相反。研究发现，在一维中，电子被强烈磁化，并被\textit{not}加速超过其初始动能。相反，电子的加热通过灯丝的弯曲和破裂而增强，这释放了否则将被捕获在单个灯丝内的电子，并且因此根据楞次定律经由感应减缓了韦伯不稳定性的发展（即，磁场增长）。在2D模拟中，电子被加热到离子初始动能的大约四分之一。最大磁能约为4%，在模拟结束时衰减到不到1%。大部分电子的加热发生在纵向电场仍在增长时，而只有一小部分加热是随后的磁场衰减的结果。离子被发现逐渐减速，直到模拟结束时，他们保留的残余各向异性小于10%。
2015-01-22 astro-ph.HE physics.plasm-ph
Kinetic Simulations of Laser-Driven Compression and Heating of Magnetised Cryogenic Hydrogen Targets using PIConGPU
University of Wroclaw（弗罗茨瓦夫大学）；Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR)（德累斯顿-罗斯多夫亥姆霍兹中心）；Center for Advanced Systems Understanding (CASUS)（高级系统理解中心）
本文通过PIConGPU模拟研究了激光驱动压缩和加热磁化液化氢靶体的过程，揭示了非热机制在加速中的主导作用，并探讨了外部轴向磁场对压缩效果的影响。
2026-05-15 physics.comp-ph physics.plasm-ph
Ion versus electron heating in compressively driven astrophysical gyrokinetic turbulence
利用非线性混合回旋动力学模拟方法研究了压缩驱动（但亚音速）无碰撞湍流中离子和电子之间不可逆加热的分配。我们推导出离子-电子加热比$Q_\rmi/Q_\rme$作为压缩-阿尔夫文驱动功率比$P_\compr/P_\AW$、离子热压力与磁压力之比$β_\rmi$以及离子-电子背景温度之比$T_\rmi/T_\rme$的函数的处方。证明了$Q_\rmi/Q_\rme$是$P_\compr/P_\AW$的增函数。当压缩驱动足够大时，$Q_\rmi/Q_\rme$接近$\simeq P_\compr/P_\AW$。这表明，在湍流与大的压缩波动，加热的分配是决定在注射尺度，而不是在动力学尺度。相空间谱的分析表明，从惯性范围的压缩波动，亚拉莫尔尺度动力学阿尔芬波的能量转移是不存在的低和高$β_\rmi$，这意味着压缩驱动直接连接到离子熵波动，这是转换成离子热能。这一结果表明，优先电子加热是一个非常特殊的情况下，需要低$β_\rmi$和没有，或弱，压缩驱动。我们的加热公式有广泛的应用，包括太阳风和热的吸积盘，如M87和Sgr A*。
2020-10-23 astro-ph.HE physics.plasm-ph physics.space-ph
Tearing Driven Reconnection: Energy Conversion Involving Firehose Kinetic Instabilities (2D Hybrid Möbius Simulations)
LIRA, Observatoire de Paris, Université PSL, Sorbonne Université, Université Paris Cité, CY Cergy Paris Université, CNRS（巴黎天文台，巴黎文理研究大学，索邦大学，巴黎西岱大学，塞吉-蓬图瓦兹大学，法国国家科学研究中心）；Astronomical Institute of the Czech Academy of Sciences（捷克科学院天文研究所）；Institute of Atmospheric Physics of the Czech Academy of Sciences（捷克科学院大气物理研究所）；Institute for Humanity’s Unified Development（人类统一发展研究所）
本研究利用二维混合Möbius模拟，揭示撕裂驱动磁重联中磁能转化为离子动能和内能的过程，发现加热主要发生在磁岛内，而X点附近能量均分于流动和加热，且火蛇管不稳定性调节温度各向异性。
2026-06-16 astro-ph.SR physics.plasm-ph
Pressure anisotropy and viscous heating in weakly collisional plasma turbulence
本文利用基于漂移动理学的简化流体模型研究弱碰撞阿尔芬湍流中的压强各向异性效应，发现黏性加热耗散四分之一到二分之一的级联功率且对等离子体β和离子-电子温度比不敏感，并提出“磁不可变性”机制将黏性加热限制在强迫尺度附近，结果与混合动理学模拟吻合良好。
2023-07-07 astro-ph.HE astro-ph.SR physics.plasm-ph
Heating of the Solar Corona by Dissipative Alfven Solitons
太阳光球对流驱动了大量的耗散阿尔芬孤子（Alfvenon），这些孤子能将电子和离子加速到数百keV的能量，并产生X射线日冕。阿尔夫维农是无碰撞等离子体双流体方程的精确解，代表将对流驱动的电磁能通量转换为太空和天体物理等离子体中带电粒子的动能的天然加速器。它们的性质已经在磁层中得到实验验证，在那里它们将极光电子加速到数十keV。
2006-04-25 astro-ph physics.plasm-ph physics.space-ph
Anisotropic Heating and Parallel Heat Flux in Electron-only Magnetic Reconnection with Intense Guide Fields
本文利用二维全动力学PIC模拟研究不同强度强引导场下的仅电子磁重联，揭示电子温度各向异性、平行温度多极结构转变及强平行电子热流的特征。
2024-06-27 astro-ph.EP physics.plasm-ph physics.space-ph
