Bursty magnetic reconnection at the Earth's magnetopause triggered by high-speed jets
本研究利用三维混合模拟揭示，在准径向南向IMF湍流条件下，磁鞘高速喷流撞击可压缩磁层顶电流片并触发局地突发磁重联。
2021-08-21 physics.plasm-ph physics.space-ph
Statistical Properties of Turbulent Fluctuations Associated with Electron-only Magnetic Reconnection
内容：最近的卫星测量地球湍流磁鞘的证据表明，一个不寻常的重联机制，完全由电子驱动。这个新观察到的过程被称为电子重联，它与等离子体湍流的相互作用是一个有很大争议的问题。目的：通过对自由衰减等离子体湍流的二维-三维混合Vlasov-Maxwell模拟，研究了电子重联在等离子体湍流发展中的作用。特别是，我们寻找可能的差异与标准离子耦合重联相关的湍流。研究方法：通过对湍流磁场和离子流体速度涨落的结构函数的分析，刻画了湍流能量级联的结构和不稳定性。结果如下：我们发现，与纯电子重联相关的湍流涨落的统计特性与标准离子耦合重联相关的湍流涨落的统计特性一致，并且在湍流统计中没有发现与纯电子重联相关的特殊特征.这一结果表明，在无碰撞磁化等离子体中的湍流能量级联不依赖于与磁重联相关的特定机制。讨论了耗散范围的性质，指出在亚离子尺度下只有电子对磁场能量的耗散有贡献。
2020-08-18 physics.plasm-ph physics.space-ph
Hall effect on the magnetic reconnections during the evolution of a three-dimensional magnetic flux rope
本文提出了一种新型HMHD数值模拟，研究三维磁通量绳演化过程中的磁场重联，发现霍尔效应使演化更快更复杂，并在零点附近出现扭曲磁场线的重复发展。
2023-05-19 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
The Acceleration of Ions in Solar Flares During Magnetic Reconnection
太阳耀斑离子在磁重联过程中的加速是通过自洽地跟随质子和$α$粒子的运动的粒子模拟来探索的。我们证明了主导离子加热过程中的引导场（垂直于重联平面的磁分量）的结果从拾取行为在进入重联排气。与反平行重联相反，温度增量主要横向于局部磁场，而不是平行于局部磁场。质子和α的比较揭示了拾取行为中的质荷比（$M/Q$）阈值，该阈值有利于加热高$M/Q$离子而不是质子，这与脉冲耀斑观测结果一致。
2011-10-10 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
Onset of turbulent fast magnetic reconnection observed in the solar atmosphere
从伽马射线暴到太阳耀斑，快速的磁重联为整个宇宙的爆炸事件提供了动力。尽管它的重要性，天体物理快速重联的开始是激烈辩论的主题，仍然是等离子体物理的一个悬而未决的问题。在这里，我们报告的两个重连驱动的太阳微耀斑的高节奏观测得到的\textit{Interface Region Imaging Spectrograph}，显示持续的湍流前耀斑。这些流动的速度与最初的局部声速相当，这表明在高度湍流的等离子体环境中发生了快速重连。我们的结果是在密切的定量协议与理论的磁驱动的重联，以及与数值模拟，其中快速磁重联诱导湍流。
2020-02-06 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
Signatures of Secondary Collisionless Magnetic Reconnection Driven by Kink Instability of a Flux Rope
利用三维粒子模拟方法研究了单磁通绳内扭结不稳定性下二次磁重联的动力学特征。次级磁重联的几个签名被确定在垂直于磁通绳的平面：四极电子和离子密度结构和双极霍尔磁场开发的重联区域附近。最强的电场垂直于局部磁场形成，并且在垂直于磁通绳的平面中识别出重联电场。电子流沿着重连线在与支持通量绳磁场结构的电子流相反的方向上发展。沿重联线方向，出现多个平行于磁场方向的电场双极结构，使磁重联区产生湍流。二次磁重联的特征可以帮助定位空间、天体物理和聚变等离子体中的磁重联事件。
2014-08-05 astro-ph.EP astro-ph.SR physics.plasm-ph
Electron-only reconnection and inverse magnetic-energy transfer at sub-ion scales
本文提出并验证了强磁化等离子体中仅电子磁重联的解析模型，预测亚离子尺度重联率显著更高，并推导出新的磁能衰减与结构尺寸标度律，揭示亚离子尺度磁场可通过逐级并合实现逆磁能转移至系统尺度。
2025-03-10 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
Magnetic reconnection in partially ionized plasmas
磁重联在完全电离等离子体中得到了广泛的研究。然而，在天体物理环境中，等离子体往往是部分电离的。中性粒子与电离等离子体之间的相互作用可能会强烈影响重联机制。本文从理论、数值、观测和实验四个方面综述了不同环境下部分电离等离子体中的磁重联。我们着重于机制，使磁重联足够快的观测比较，特别是在低太阳大气中的重联事件。本文还讨论了部分电离低层太阳大气重联过程的加热机制和有关观测证据。我们描述了弱电离天体物理环境中的磁重联，包括星际介质和原恒星盘。介绍了部分电离等离子体快速重联实验的最新研究成果。
2020-03-30 physics.plasm-ph
Identification of active magnetic reconnection using magnetic flux transport in plasma turbulence
在过去的二十年里，磁重联被认为在等离子体湍流的动力学和能量学中起着重要的作用。提出了一种基于磁通量输运（MFT）的湍流等离子体重联识别方法。将该方法应用于二维等离子体湍流的回旋动力学模拟。三个活跃的重联X点的识别结果的报告。前两个X点已经发展出双向电子流出射流。除了电子重联的范畴之外，第三个X点没有双向电子流出射流，因为流动被湍流修改。在所有的情况下，这种方法成功地确定了积极的重联通过明确的向内和向外的通量传输周围的X点。这种输运模式定义了重联，并在MFT的发散中产生了新的四极结构。这种方法有望应用于MMS、帕克太阳探测器和太阳轨道器等航天器任务。
2021-12-30 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
Turbulent Magnetic Reconnection in Two Dimensions
对背景湍流对二维电阻性磁重联的影响进行了二维数值模拟。对于足够小的电阻率值（$η$）和中等值的湍流功率（$ε$），重连率被发现有一个弱得多的依赖$η$比斯威特-帕克缩放的$η^{1/2}$，甚至是一致的$η-$独立的值。对于给定的$η$值，重联率对湍流功率的依赖性在$ε$中表现出临界阈值，高于该阈值重联率显著增强。
2009-08-12 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
Magnetic reconnection with anomalous resistivity in two-and-a-half dimensions I: Quasi-stationary case
本文在不可压缩电阻磁流体力学（MHD）框架下研究了准稳态二维半磁重联。提出了一种计算重联率的新理论方法。该方法基于薄重联层中的局部解析推导，适用于电阻率异常且为电流和空间坐标的任意函数的情况。结果发现，一个准静态重联率是完全由一个特定的函数形式的异常电阻率和局部配置的磁场外的重联层。还发现在常电阻率的特殊情况下，重联是Sweet-Parker而不是Petschek。
2006-02-22 astro-ph physics.plasm-ph physics.space-ph
New Measure of the Dissipation Region in Collisionless Magnetic Reconnection
提出了一种新的识别无碰撞磁重联中小尺度耗散区的方法。在电子静止坐标系中，从电磁场到等离子体的能量转移被表述为洛伦兹不变标量。在典型的配置：对称和不对称的重联，有和没有引导字段的二维粒子在细胞中的模拟测试的措施。在所有情况下，重连位点周围的最内部区域都被精确定位。我们进一步讨论了非理想MHD耗散的影响。
2011-05-11 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
Thermal-Inertial Effects on Relativistic Asymmetric Magnetic Reconnection
给出了相对论磁重联的一般描述，在不对称的流入等离子体条件下，如等离子体密度，速度磁场强度，以及它们各自的热惯性效应。在这项工作中，我们表明，热惯性效应增加重联率，推广以前的结果。此外，不同的重联率可以定义取决于初始的非对称条件的流入等离子体进入重联区。我们探讨两种可能性的重联率，这取决于不对称的磁化，显示不同的强度。在前人研究的基础上，我们讨论了在相应的非对称等离子体系统中定义合适的重联率的重要性。
2022-12-09 physics.plasm-ph
Extended magnetic reconnection in kinetic plasma turbulence
本文通过磁通量输运方法在三维动力学等离子体湍流模拟中发现，重联X线可延伸至系统尺度，颠覆了重联呈斑块状的旧观点，并揭示其受临界平衡调控。
2023-08-15 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
Three-dimensional magnetic reconnection in astrophysical plasmas
磁重联是实验室、磁层、太阳和天体物理等离子体中的一个基本过程，其中磁能被转换为热能、体动能和快粒子能。它在二维中的性质比在三维（3D）中更好地理解，在三维中，它的特性完全不同，并且具有许多目前正在探索的不同方面。本文主要研究太阳系等离子体环境，特别是太阳耀斑中三维重联的磁流体动力学。在零点，分离器和准分离器的重联理论进行了描述，连同帐户的数值模拟和观察这三种类型的重联。分离重联和准分离重联之间的区别是一个理论上的区别，对于能量释放的观测并不重要。提出了一种新的太阳耀斑研究范式，其中三维重联起着核心作用。
2021-04-12 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
Boosting Magnetic Reconnection by Viscosity and Thermal Conduction
利用磁流体动力学模拟方法研究了磁重联的非线性演化，包括均匀电阻率、均匀粘性和各向异性热传导。当粘性超过电阻率（磁普朗特数Prm > 1）时，粘性耗散主导流出动力学，并导致电流片内等离子体密度的降低。低密度电流片支持涡旋的激发。当Prm > 1时，涡旋的厚度比海流的厚度宽.更宽的涡流更有效地将上游的磁通量携带到重联区域，从而促进重联。假设热传导足够快以带走由粘性耗散增加的热能（流体普朗特数Pr < 1），则重连率随粘性增加。结果表明，需要控制的普朗特数的重联对传统的电阻模型。
2016-07-26 astro-ph.EP physics.plasm-ph physics.space-ph
The Acceleration of Charged Particles and Formation of Power-law Energy Spectra in Nonrelativistic Magnetic Reconnection
磁重联是空间和天体物理等离子体中粒子加速过程的主要驱动力。了解粒子如何被加速以及由此产生的粒子能谱是重联研究的中心议题之一。我们回顾了最近的进展，在解决这个问题的非相对论重联，是相关的空间和太阳等离子体和超越。我们专注于粒子加速机制，粒子输运由于三维重联物理，以及它们在形成幂律粒子能谱的作用。最后指出了大尺度重联层中粒子加速和输运研究面临的挑战以及未来需要解决的相关问题。
2021-04-21 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
Onset of secondary instabilities and plasma heating during magnetic reconnection in strongly magnetized regions of the low solar atmosphere
在一个2.5维多流体等离子体中性反应模型中，数值研究了太阳低层大气（距太阳表面约$300-800$ ~km）弱电离等离子体中不同空间尺度和不同高度的磁重联.我们考虑了强磁化等离子体（$β\sim 6\% $）从无力的磁位形演化而来，并被扰动以初始化重联电流片的形成。在大尺度上，观察到产生的电流片进行二次“等离子体团”不稳定性。一系列不同尺度下的模拟结果显示了一个级联电流片形成过程，该过程终止于宽度约为2 m，长度为$\sim100$ ~m的电流片，对应于临界电流片纵横比为$\sim50$。我们还观察到，等离子体团的不稳定性是主要的物理机制加速磁重联在这个等离子体参数制度。在等离子体团不稳定性出现后，重联率急剧增加到$\sim$ 0.035，观察到与Lundquist数无关。这些特征与完全电离等离子体中的磁重联非常相似。在这个低$β$导场重联制度，重组和碰撞的影响被观察到有一个小的贡献重联率。模拟结果表明，在磁重联过程中，将稠密的弱电离光球等离子体加热到$2\times10^4$ ~K以上是困难的。然而，当重联磁场为$500$ ~G或更强时，低太阳色球层中的等离子体可以被加热到$3\times10^4$ ~K以上。
2018-10-25 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
Extreme Ultraviolet Imaging of Three-dimensional Magnetic Reconnection in a Solar Eruption
磁重联是磁场连通性的变化，是磁能爆发性释放的基本物理过程。它是宇宙中各种爆发现象的原因。然而，这个过程很难直接观察。在这里，磁拓扑结构与太阳重联事件的研究在三维（3D）使用两个航天器的组合视角。极紫外（EUV）图像序列清楚地表明，两组方向相反且不共面的磁环逐渐相互接近，形成分离器或准分离器，然后重新连接。随后将重连位点附近的等离子体从$\sim$ 1加热至$\ge$ 5 MK。不久之后，温暖的耀斑环（$\sim$ 3 MK）出现在热等离子体下面。重连的其他观测特征，包括等离子体流入和下降流，明确揭示和定量测量。这些观测结果为三维位形中的磁重联提供了直接证据，并揭示了它的起源。
2015-06-27 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
Magnetic Reconnection and Associated Particle Acceleration in High-energy Astrophysics
本文综述了高能天体物理中磁重联的研究进展，涵盖磁流体与无碰撞重联动力学及粒子加速机制，并探讨了关键物理过程与前沿问题。
2024-04-20 astro-ph.HE astro-ph.SR physics.plasm-ph
Transport enhancement and suppression in turbulent magnetic reconnection: A self-consistent turbulence model
通过增强传输，湍流预计有助于快速重联。然而，湍流的影响并不那么简单。除了增强输运外，某些环境下的湍流还表现出抑制输运的作用。在存在湍流交叉螺旋度的情况下，这种输运增强和抑制之间的动态平衡发生。由于这种动态平衡的结果，有效增强磁扩散率的区域被限制在一个狭窄的区域内，导致快速重联。为了证实这一观点，本文提出了一个描述磁重联的自洽湍流模型。借助于数值模拟，其中湍流效应通过湍流模型以一致的方式并入，确认了湍流磁重联中的动态平衡。
2014-01-08 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
Fast magnetic reconnection in laser-produced plasma bubbles
最近的实验已经观察到高能量密度的激光产生的等离子体气泡中的磁重联，观察到的重联率比经典理论所能解释的要高得多。基于完全动力学粒子模拟，我们发现，在这些强驱动系统中的快速重联可以解释为磁通量堆积在肩膀上的电流片和随后的快速重联通过双流体，碰撞机制。在强驱动区，双流体效应，我们发现，最终的重联时间是不敏感的标称系统阿尔芬时间。
2011-04-04 physics.plasm-ph
Magnetic Reconnection in Astrophysical Environments
磁重联是高导电流体中改变磁场拓扑结构的过程。传统上，磁重联大多与太阳耀斑有关。实际上，这一过程必然是普遍存在的，因为天体物理学中的流体是磁化的，流体元素的运动必然会导致磁力线中的磁冻结和磁重联的交叉。我们考虑了真实三维几何中存在湍流时的磁重联。在大多数天体物理环境中，这种湍流是预先存在的，但它也可以由磁重联本身引起。在这种情况下，湍流磁场漂移打开了重联流出区，使重联快速。本文讨论了Lazarian \& Vishniac（1999）湍流重联模型，它的数值和观测检验，以及它与现代对湍流拉格朗日性质的理解的联系。结果表明，重联率对MHD湍流水平的依赖性使得被普遍接受的Goldreich \& Sridhar（1995）湍流模型是自洽的。同样，我们认为，著名的阿尔文定理通量冻结是不正确的湍流流体，因此磁场扩散的湍流体积。这是磁场动力学的一个元素，以前的理论没有考虑到。例如，恒星形成理论的发展，假设它是唯一的漂移的中性粒子，可以违反否则完美的磁通冻结，受到影响，我们讨论的后果的湍流扩散的磁场介导的重联。
2014-07-23 astro-ph.GA astro-ph.SR physics.plasm-ph
Turbulent energization of electron power law tails during magnetic reconnection
地球的磁尾是一个很好的实验室，可以用来研究重联和湍流在确定电子轨道时的相互作用。在湍流重联过程中形成幂律尾的过程是一个有据可查的事实，仍然需要一个全面的解释。我们进行了大规模的平行粒子在细胞的3D模拟，并使用粒子速度的高能量范围的增强的统计分辨率，研究如何重新连接创建的尾巴形成的条件。该过程不是由相干的、层流的、重连产生的电场直接加速。相反，重连导致湍流外流，其中能量交换由高度非高斯分布的波动主导。在整个重联流出过程中，电子束是扩散的，但由于磁场增强的区域，例如朝向地球的偶极锋，电子束会增强。
2020-10-24 astro-ph.HE physics.plasm-ph physics.space-ph
Magnetic Reconnection and Intermittent Turbulence in the Solar Wind
首次利用Wind航天器在1天文单位的现场测量结果，报道了太阳风中磁重联、电流片和间歇性湍流之间的统计关系。我们确定非高斯波动的磁场矢量，$\mathbf{B}$，这是空间和时间上不均匀的增量。发现重联事件和电流片集中在间歇性湍流的间隔中，使用增量的偏方差方法识别：在$\mathbf{B}$中最非高斯的1%波动内，我们发现87%-92%的重联耗尽和$\sim$ 9%的电流片。此外，随着从数据集中去除最小的间歇性波动，所识别的电流片也将对应于重连排气的可能性急剧增加。因此，湍流的太阳风包含了一系列的间歇性磁场结构，这些结构越来越多地与电流片相关联，而电流片又越来越有可能对应于磁重联的位置。这些结果可能对实验室和天体物理等离子体产生深远的影响，因为湍流和磁重联无处不在。
2014-03-18 physics.data-an 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
How Anomalous Resistivity Accelerates Magnetic Reconnection
湍流诱导的反常电阻率（AR）是否能促进无碰撞等离子体中的快速磁重联是几十年来争论的一个主题。最近的空间观测表明，重联率可能高于霍尔重联率，并且需要湍流耗散。在本文中，使用粒子模拟，我们提出了一个案例研究如何AR产生的布尼曼不稳定性加速磁重联。我们首先证明了薄电子流层中Buneman不稳定性产生的AR/阻力1）通过耗散电子束的动能耗散存储在电流层中的磁能; 2）由波耦合引起的非均匀阻力自发地破坏磁场，引起电子尺度上的脉冲快速非霍尔磁重联，平均速率达到0.6 $V_A$ .然后，我们表明，在三维磁重联的x-点周围的强电子束驱动的布尼曼不稳定性显着增强的磁能耗散。电子尺度的磁重联由x线周围的不均匀阻力驱动，增强了重联电场和面内垂直磁场。大约40%的释放的磁能被AR转换成电子热能，而50%的释放的磁能通过重联电场的加速转换成电子束的动能。增强的磁能量耗散由净坡印亭通量流入平衡。大约10%的释放的磁能是通过增强的坡印廷磁通流出而带出的。这些结果表明，具有足够强度和电子尺度不均匀性的AR可以显着加速磁重联。
2017-08-14 astro-ph.EP astro-ph.SR physics.plasm-ph
Asymmetric magnetic reconnection with a flow shear and applications to the magnetopause
我们进行了理论和数值研究的反平行的2D磁重联的密度和重联磁场强度的不对称性，除了在重联领域，这通常发生在行星磁层的平面中的重联网站的整体流剪切。我们预测的速度，一个孤立的X线对流的流量，重联率，并在重联不再发生任意重联磁场强度，密度和上游流速的临界流速，并确认结果与双流体数值模拟。的预测和模拟结果反对现行的重连模型在地球的昼侧磁层顶，说重连发生与一个固定的X线亚阿尔芬磁鞘流，重连发生，但X线之间的阿尔芬速度和两倍的阿尔芬速度的磁鞘流对流，重连不会发生磁鞘流大于两倍的阿尔芬速度。我们发现，X线运动是由动量守恒从上游流，这是不同的加权不对称系统，所以X线对流的一般条件，包括亚阿尔芬上游速度。对于重联率，而对称重联的截止条件是，在重联网站的两侧的流量的差异是两倍的阿尔芬速度，我们发现不对称导致的截止速度为不对称重联是高于两倍的不对称形式的阿尔芬速度。结果比较有利的观测期间向北行星际磁场，重连发生在地球的极尖，尽管磁鞘流动速度的两倍以上的磁鞘阿尔芬速度，以前提出的抑制条件。
2015-09-04 astro-ph.EP physics.plasm-ph physics.space-ph
On the collisionless asymmetric magnetic reconnection rate
非对称重联中稳态重联电场的预测是通过使重联率最大化作为由上游磁场在弱磁场（磁鞘）侧所作的张开角的函数来获得的。在无碰撞极限下，预测在广泛研究的非对称重联模型[Cassak和Shay，Phys. Plasmas 14，102114，2007]的两倍内，并且它们在宽参数范围内缩放相同。以前的模型有一个自由参数的扩散区的有效纵横比，模拟和观察表明是在0.1的顺序，但本模型没有自由参数。结合对称情况[Liu等人，物理修订信函118，085101，2017]，这项工作进一步表明，这个几乎通用的数字0.1，基本上是归一化的快速重联率，是一个几何因子，由磁流体动力学（MHD）尺度约束内的重联率最大化而产生。
2017-11-17 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
Magnetic Reconnection in the Plasma Disk at 23 Jupiter Radii
本研究首次在木星内磁层探测到离子扩散区，证实磁重联事件由离心力驱动的局域磁通管互换引发，为木卫一等离子体输运及快速旋转系统中的磁重联作用提供新见解。
2025-03-26 astro-ph.EP physics.plasm-ph physics.space-ph
A model of global magnetic reconnection rate in relativistic collisionless plasmas
建立了一个相对论无碰撞等离子体中整体磁重联率的模型，并通过全动力学模拟进行了验证。通过考虑扩散区上游和下游的力平衡，我们证明了在强磁化等离子体中，即使当局部速率达到$\sim O(1)$且局部流入速度接近光速时，全局速率仍受一个值$\sim 0.3$的约束.所导出的模型是通用的，可应用于各种情况下的磁重联。
2016-05-18 astro-ph.HE physics.plasm-ph physics.space-ph
Reconnection Diffusion, Star Formation and Numerical Simulations
我们认为快速的磁重联，发生在湍流磁通量，并表明该过程的结果在扩散的磁场和物质，我们称之为重联扩散。重联扩散过程是基于弱湍流磁场的三维重联模型，适用于完全电离和部分电离气体。重联扩散的速率不依赖于电离的水平，因此通常采用的双极扩散的想法得到无关的磁场在湍流流体中的传输。我们认为，重联扩散过程是违反通量守恒在高导电湍流流体的表现。我们讨论了恒星形成和应力的重联扩散的后果。我们表明，大尺度上的重联扩散是独立的小尺度磁场动力学的磁场。我们的结论是，数值模拟正确地代表了实际的天体物理磁场在流动中的扩散与大得多的伦德奎斯特数，如果这些模拟区域的地区是动荡的。
2013-04-10 astro-ph.GA astro-ph.SR physics.plasm-ph
Physical Origin of the Quadrupole Out-of-Plane Magnetic Field in Hall-MHD Reconnection
重联区域内的磁场的平面外分量的四极模式被视为重联的霍尔磁流体动力学（Hall MHD）制度的一个重要特征。它首先在数值模拟中被观察到，最近在MRX（磁重联实验）中得到证实[M。Yamada，H. Ji，S.许氏T.卡特河Kulsrud，N. Bertz，F. Jobes，Y. Ono和F. Perkins，Phys.Plasmas 4，1936（1997）]，也见于航天器对地球磁层的观测。在这项研究中，四极场的物理起源进行了分析，并追踪到一个电流的电子，沿着线流入和流出的内部重联区，以保持电荷中性。四极磁场的重联过程中的整体动力学的作用进行了讨论。此外，双极极向电场的估计和离子运动的影响被强调。
2006-05-12 astro-ph physics.plasm-ph physics.space-ph
Magnetic Reconnection under Anisotropic MHD Approximation
利用基于双绝热近似和Landau闭合模型的一维和二维无碰撞MHD程序，研究了无碰撞磁重联中慢模激波的形成。我们弥合了Petschek型MHD重联模型伴随着一对慢激波和观测证据的罕见场合的原位慢激波观测之间的差距。结果表明，一旦发生磁重联，下游区域将出现感压各向异性，产生的慢激波与各向同性MHD中的慢激波相比非常弱。尽管激波很弱，但由此产生的重联率比各向同性情况下的重联率高10-30%。这一结果表明，慢激波在重联系统的能量转换中不一定起重要作用，这与地球磁层的卫星观测结果是一致的。
2013-10-28 astro-ph.EP physics.plasm-ph physics.space-ph
Numerical simulation of oscillatory magnetic reconnection modulated by solar convective motions
本研究通过2.5维辐射磁流体力学模拟，探讨了太阳磁通量管浮现引发的振荡磁重联过程。结果表明，对流运动提供的准周期性外力是导致电流片取向反复反转的主导因素，且重联率振荡周期与p-mode振荡一致，为理解振荡磁重联的外部调制机制提供了新视角。
2025-05-30 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
Forced magnetic reconnection
这是一个教程式的选择性审查解释的基本概念强迫磁重联。它是基于J. B。Taylor.该过程的标准磁流体动力学（MHD）理论已经由Hahm和Kulsrud（Phys.Fluids 28，2412，1985）开创。在这里，我们还讨论了与这个问题有关的几个最近的发展。这些包括强制重联的能量，其霍尔介导的制度，以及与二次撕裂（等离子体）不稳定性的相关发病的非线性效应。
2017-06-06 physics.plasm-ph
Experimental mitigation of fast magnetic reconnection in multiple interacting laser-produced plasmas
本研究通过实验比较单点和多点激光驱动磁重联，发现多点邻近时重联率降低，混合PIC模拟表明霍尔场畸变和外流受阻是主要原因。
2023-05-09 physics.plasm-ph
Experimental Evidence of Plasmoids in High-$β$ Magnetic Reconnection
磁重联是等离子体中普遍存在的一个基本过程，通过它磁场改变其拓扑结构并释放磁能。尽管经过了几十年的研究，在许多参数范围内控制重联过程的物理学仍然存在争议。当代重联理论预测，狭长的电流片容易受到撕裂不稳定性的影响，并分裂成孤立的磁岛（或等离子体团），从而提高了重联率。虽然在低到中等- $β$（其中$β$是等离子体热压力与磁压力之比）的状态下对等离子体团进行了几次实验观测，但在许多空间和天体物理背景下典型的高- $β$重联环境中等离子体团的实验证据相对缺乏。在这里，我们报告的观察强有力的实验证据等离子体团的形成和动力学在激光驱动的高$β$重联实验。
2022-07-08 physics.plasm-ph
Magnetic Reconnection in Turbulent Diluted Plasmas
本文用双流体理论研究了湍流等离子体中的磁重联事件。通过识别扩散区域，我们测量的重联率的电导率和电流片厚度的函数。我们已经发现，重联率的规模作为电流片的厚度的倒数的平方，是独立的扩散区域的纵横比，在其他分析，例如，甜帕克和Petscheck，和数值模型。此外，虽然重连率也与电导率的平方倒数成比例，但扩散区域的纵横比（其表现出$0.1-0.9$范围内的值）与后者不相关。我们的研究结果提出了一个新的磁重联率的表达式，经过实验验证，可以提供一个进一步了解的磁重联过程。
2017-03-03 astro-ph.SR physics.comp-ph physics.plasm-ph
Problematic nature of plasmoid theory of magnetic reconnection
等离子体团理论使用双坐标模型来解释快速磁重联，它发生在阿尔夫温克，而不是电阻时间尺度上，在等离子体中，在接近理想的极限。主要应用是三维自然发生的等离子体。适用于所有磁场的磁场表示法允许比较环形和自然等离子体中的磁演化特征。这种比较说明了为什么磁场演化的等离子体模型不是麦克斯韦方程组的鲁棒解。尽管有500篇关于等离子体团模型的论文，但它们对快速磁重联的描述是有问题的。
2019-04-25 physics.plasm-ph
Energy of Alfven waves generated during magnetic reconnection
本文介绍了一种确定磁重联产生的阿尔芬波能量的新方法，并用该方法对二维磁流体力学模拟结果进行了分析。结果表明，阿尔芬波扰动较强的区域几乎与磁力线和流流线弯曲的区域重合，说明该方法识别阿尔芬波是可靠的。磁重联过程中的磁能主要转化为热能。从磁能到阿尔芬波能的转换率与磁重联率密切相关。对于血浆β = 0.01、0.1和1.0的情况，发现在具有峰值重连率的时间处的最大转化率仅为约4%。
2015-06-10 physics.plasm-ph
A catastrophe model for fast magnetic reconnection onset
提出了一个快速磁重联发生的突变模型，解释了为什么具有磁自由能的等离子体系统在长时间内保持稳定，然后突然释放能量。对于一组给定的等离子体参数，通常有两个稳定的重联解决方案：一个缓慢的（Sweet-Parker）解决方案和一个快速的（Alfvénic）霍尔重联解决方案。在临界电阻率以下，慢解消失，快重联占主导地位。预测两种解决方案和临界电阻率的标度参数确认与双流体模拟。
2005-06-09 physics.plasm-ph
Recent Progress on Particle Acceleration and Reconnection Physics during Magnetic Reconnectionin the Magnetically-dominated Relativistic Regime
强磁化等离子体环境中的磁重联被认为是能量快速释放和粒子碰撞的主要过程。目前，人们对相对论性磁重联有着浓厚的兴趣，因为它可能为强磁化天体物理系统中的高能粒子加速和辐射提供新的解释。本文综述了磁主导区中粒子加速和重联物理的最新进展。更多的讨论集中在粒子加速，幂律形成以及重联率问题的物理。最后，对重联加速机制和动力学物理的下一步研究进行了展望。
2020-06-27 astro-ph.HE astro-ph.SR physics.plasm-ph
Role of Z-pinches in magnetic reconnection in space plasmas
在无碰撞空间等离子体中，磁重联的一个普遍接受的假设是X点处磁场线的断裂。在实验室中，重联通常是在箍缩中研究的，电流通道嵌入扭曲的磁场中。没有一个空间等离子体中的磁重联模型同时考虑零点和箍缩。我们已经进行了一个三维结构中的磁重联的粒子在细胞模拟的零点，并在模拟过程中形成的Z箍缩沿螺旋零点的线。非螺旋零点比螺旋零点更稳定，并且与它们没有实质性的能量耗散。相反，捏缩中的湍流磁重联导致磁能以每离子陀螺周期约1.5%的速率衰减。在具有大比例螺旋零点的空间等离子体中，类似结构中的耗散是一种可能的情况。
2015-09-26 astro-ph.EP astro-ph.SR physics.plasm-ph
Energetics of kinetic reconnection in a three-dimensional null points cluster
我们进行了三维粒子模拟的磁重联与多个磁零点。磁场能量转化为动能比传统Harris片配置高约5倍。在25个反向离子循环频率期间，超过85%的初始磁场能量被转移到粒子能量。零点群中的磁重联演化经历了三个阶段。在第一阶段，离子束被激发，然后在第二阶段将其部分能量返回到磁场。在第三阶段，在沿低磁场条带形成的电流通道周围的许多小斑块中发生磁重联。在零点的磁重联基本上呈现三维特征，没有二维对称性或电流片。
2015-09-26 astro-ph.EP astro-ph.SR physics.plasm-ph
Explosive Turbulent Magnetic Reconnection
我们报告的湍流磁重联的模拟结果获得使用一个新开发的哈罗德平均磁流体力学模型。我们发现，最初的哈里斯电流片发展在三个方面，这取决于湍流的强度：层流重联，湍流重联，和湍流扩散。湍流重联将磁场能量爆炸性地转化为等离子体的动能和热能，并产生开放的快速重联喷流。这种快速的湍流重联是通过湍流扩散的局部化实现的。此外，通过平均场和湍流的相互作用，局域结构形成。
2013-05-29 astro-ph.EP physics.plasm-ph
The Critical Role of Collisionless Plasma Energization on the Structure of Relativistic Magnetic Reconnection
在磁主导的相对论重联，流入的等离子体耗尽的初始相对论压力在x线和碰撞等离子体加热内的扩散区域是不足以克服这种损失。由此产生的压降导致在x线处的塌陷，基本上是快速重连所需的扩散区域的局部化机制。这个低压区的扩展进一步解释了反平行重联的爆发性质，因为一旦打开流出排气也可以崩溃，这反复触发二次撕裂岛。然而，当存在外部引导场时，可以实现稳定的单个X线重连，因为重连磁场分量在流出处旋转出重连平面，从而提供额外的磁压力来维持打开的排气。
2019-10-20 astro-ph.HE astro-ph.SR physics.plasm-ph
Relativistic magnetic reconnection driven by a laser interacting with a micro-scale plasma slab
磁重联是一种基本的等离子体过程，通过体加速和欧姆耗散，将嵌入的磁场能量转换为等离子体动能和热能。在许多高能天体物理事件中，磁重联被用来解释非热特征。然而，场能量转移到等离子体中以驱动所观察到的发射的过程仍然没有得到正确的理解。在这里，通过三维粒子模拟的一个现成的（TW-毫焦耳级）激光与微尺度等离子体板相互作用，我们表明，当电子束激发的板的两侧接近等离子体结构的末端，超快相对论磁重联发生在一个磁为主的（低- $β$）等离子体。由此产生的有效的粒子加速导致相对论电子射流的发射与截止能量$\sim$ 12兆电子伏。提出的方案可以显着提高理解的基本问题，如相对论性磁重联的重联率，场耗散和粒子加速。
2017-08-25 physics.plasm-ph
Three-dimensional oscillatory magnetic reconnection
在这里，我们详细的动态演变的局部重联区域的三维（3D）磁零点通过使用数值模拟。我们证明了第一次，重新连接触发的局部崩溃的三维零点，由于外部MHD波涉及一个自生振荡，从而电流片和流出的射流经历一个重新连接反转过程中，背压形成在射流头的行为，以撬开崩溃的字段之前，过冲到一个相反的极性配置的平衡。在完全三维零重联可以自然地进行，在一个时间依赖性和周期性的方式的发现是暗示振荡重联机制可能发挥作用，在解释周期性的天体物理现象与磁重联，如观察到的太阳和恒星耀斑发射的准周期性。此外，我们发现振荡重联的一个后果是产生过多的自由传播的MHD波，这些波逃离了重联区附近
2017-06-29 astro-ph.SR physics.flu-dyn physics.plasm-ph
Effects of electron inertia in collisionless magnetic reconnection
在完全电离的氢等离子体中，考虑霍尔电流、电子压力和电子惯性的影响，在完全双流体MHD框架下研究了无碰撞磁重联.我们进行了2.5D模拟，使用伪谱码没有耗散效应。我们检查，理想的不变量的问题是保守的舍入误差。我们的结果表明，磁场线的拓扑结构的变化是完全由于电子惯性的存在。计算出的重连率仍然是阿尔文速度的一个合理的分数，因此有资格作为快速重连。
2014-06-30 physics.plasm-ph
Mode Converting Alfvén Waves from Magnetic Reconnection Enhancing the Energy Source for the Aurora Borealis
以往的研究表明，在磁重联过程中产生的霍尔磁场结构被动力学阿尔文波（KAW）带走。在这里，我们应用一个动力学模拟与离子/电子质量比接近其自然值，并发现大大降低阻尼率允许KAW转换成剪切阿尔文波（SAW）。对于磁尾重联，这些SAW提供了波能的有效传输，增强了北极光的能量输入，其数量级高于先前的估计。
2020-04-24 physics.plasm-ph
Regulation of the Normalized Rate of Driven Magnetic Reconnection through Shocked Flux Pileup
磁重联的地球重联实验（TREX）的非对称流入条件下，并在配置中的绝对率的重联是由外部驱动器。磁堆积增强了高密度流入的上游磁场，导致上游阿尔芬速度增加，并有助于将归一化重连率降低到理论考虑的预期值。此外，观察到远上游超音速等离子体流入和磁通量堆积区域之间的激波界面，这对系统的整体力平衡很重要，从而证明了包括超音速驱动流入的配置的激波形成的作用。尽管专门的几何形状，其中一个强大的重连驱动器应用从重连层的一侧，以前的数值和理论结果仍然强大，并显示出准确预测的归一化率的重连的范围内考虑的系统尺寸。该实验的重连率取决于系统尺寸，在应用的最小归一化系统尺寸下达到高达0.8的值。
2021-04-23 physics.plasm-ph
Spreading of magnetic reconnection by electron scale dispersive waves
我们表明，在电子尺度上的补丁的局部磁重联传播双向的波浪状的时尚时，外部引导磁场的方向上的电子电流存在。扩散是由流致和哨声波模式远离局部斑块的传播引起的。对于小的引导场，扩展是不对称的，在电子流的方向上更快。在增加的引导字段，扩展变得越来越对称，由于在确定的扩展速度的哨声组速度的主导地位。重联的波状扩展导致重联平面中X点和O点的交替形成，所述重联平面被重联波的一半波长分开。
2016-12-29 physics.plasm-ph
Momentum transport and nonlocality in heat-flux-driven magnetic reconnection in high energy density plasmas
最近的理论已经证明了一个新的物理制度的磁重联在高能量密度等离子体中的磁场平流的热通量通过能斯特效应。在这里，我们阐明在这个制度的电子耗散层的物理。通过完全动力学模拟和广义欧姆定律来自第一性原理，我们表明，由于非局部效应，热通量粘度的动量输运，提供了磁重联的耗散机制。标度分析和模拟表明，重联过程由磁场压缩阶段和准稳态重联阶段组成，电流片的特征宽度为几个电子平均自由程.这些结果表明，重要的相互作用之间的非局部输运效应和各向异性组件的生成的分布函数。
2017-08-07 physics.plasm-ph
