Statistical simulation of the magnetorotational dynamo
利用准线性统计模拟方法，对磁旋转不稳定性（MRI）引起的湍流和发电机进行了分析。研究发现，均匀湍流是不稳定的大规模发电机不稳定性，饱和到一个非均匀的平衡与磁普朗特数（Pm）的强烈依赖。尽管其极大地减少了非线性，在准线性模型中的角动量输运对Pm的依赖性在定性上类似于非线性MRI湍流。这表明，最近的收敛问题可能与大规模发电机，并建议如何显着简化模型可用于深入了解天体物理学相关的制度非常低或高PM。
2014-11-27 astro-ph.HE physics.flu-dyn physics.plasm-ph
Energy partition between Alfvénic and compressive fluctuations in magnetorotational turbulence with near-azimuthal mean magnetic field
磁流体动力学（MHD）湍流理论预测，Alfvénic和慢模类压缩波动在惯性范围内的小尺度上是能量解耦的。这些波动之间的能量分配决定了耗散的性质，在许多天体物理系统中，耗散发生在等离子体无碰撞的尺度上。然而，当磁旋转不稳定性（MRI）驱动的湍流，这是很难解决的数值尺度，在这两种类型的波动开始解耦，因为MRI能量注入发生在一个广泛的波数范围，这两种类型的波动通常预计耦合，即使在相对较小的尺度。在这项研究中，我们专注于碰撞MRI湍流线程近方位平均磁场，这是自然产生的差分旋转的磁盘。我们表明，在这种情况下，解耦尺度是可达到的使用减少MHD模型，包括微分旋转效应。在我们的简化MHD模型中，Alfvénic和压缩涨落仅通过与吸积盘的角速度成比例的线性项耦合。我们数值求解在这个模型中的湍流，并表明，Alfvénic和压缩波动解耦在我们的模拟的小尺度下的非线性能量转移占主导地位的线性耦合以下的MRI注入规模。在退耦尺度中，包含在小尺度中的压缩涨落的能流几乎是Alfvénic涨落的两倍。最后，我们讨论了这一结果的热吸积流中的离子-电子加热比的处方的应用。
2022-05-06 astro-ph.HE physics.plasm-ph
Magnetohydrodynamic Turbulence Powered by Magnetorotational Instability in Nascent Proto-Neutron Stars
利用超新星核的三维模型模拟了中微子层周围对流稳定层中的磁旋转不稳定性。为了解决MRI不稳定模式，薄层近似只考虑径向全球分层。我们有趣的发现是，对流稳定层周围的中微子层成为完全湍流由于MRI和它的非线性渗透到强分层MRI稳定区域。MRI驱动的湍流的强度随着穿过核心的磁通量而增加，但受到存储在差动旋转中的自由能的限制。湍流中微子层是旋转核心坍缩的自然结果，可能对超新星机制产生积极影响。
2014-12-11 astro-ph.HE
Fully kinetic shearing-box simulations of magnetorotational turbulence in 2D and 3D. I. Pair plasmas
磁旋转不稳定性（MRI）是决定天体物理吸积盘宏观动力学的基本机制。在超大质量黑洞周围的无碰撞吸积流中，MRI驱动的等离子体湍流级联到微观（即动力学）尺度可以导致增强的角动量传输和再分布，非热粒子加速，以及电子和离子不均匀加热的双温状态。然而，这种微观物理学不能用通常用于研究MRI的标准磁流体动力学（MHD）方法来捕获。在这项工作中，我们探讨了MRI湍流在一对等离子体的非线性发展，采用完全动力学粒子在细胞（PIC）模拟在二维和三维。首先，我们彻底研究了轴对称MRI与二维模拟，解释如何以及为什么二维几何产生的结果，从MHD的预期有很大的不同。然后，我们进行了最大的（迄今为止）3D模拟，我们采用了一种新的剪切盒的方法，证明了3D PIC模型可以重现中尺度（即MHD）MRI动力学在足够大的运行。通过我们的完全动力学模拟，我们能够描述由无碰撞MRI驱动的非热粒子加速和角动量输运。由于这些微观过程最终导致在吸积等离子体中发射出潜在的可测量辐射，因此我们的工作对于从第一原理理解当前和未来的观测具有首要意义，超越了流体（MHD）模型的限制。虽然在这第一项研究中，为了简单起见，我们专注于对等离子体，但我们的结果代表了设计更逼真的电子-离子模拟的重要一步，我们将在未来的工作中专注于此。
2022-06-14 astro-ph.HE physics.plasm-ph
Resolution Dependence of Magnetorotational Turbulence in the Isothermal Stratified Shearing Box
由磁旋转不稳定性驱动的磁流体动力学（MHD）湍流可以在天体物理盘中提供角动量的扩散输运，理想的、分层的、等温剪切盒是一个广泛研究的计算模型。在这里，我们报告的收敛性研究的结果，这样的盒子高达分辨率的$N = 256$区每尺度高度，在蓝水域与ramses-GPU在NCSA进行。我们发现，时间和垂直积分的无量纲剪切应力$\overlineα \sim N^{-1/3}$，即剪切应力是分辨率相关的。我们还发现磁场相关长度随分辨率的增加而减小，$λ\sim N^{-1/2}$。这种变化在磁盘中平面最强。我们表明，我们的测量$α$是与早期的研究一致。我们讨论缺乏收敛的可能原因。
2017-02-02 astro-ph.HE
Particle Acceleration during Magnetorotational Instability in a Collisionless Accretion Disk
利用粒子模拟方法研究了无碰撞吸积盘中磁旋转不稳定性（MRI）过程中粒子的加速。讨论了磁重联不仅对磁共振饱和，而且对相对论粒子产生的重要作用。由MRI发电机的作用引起的$p_{\perp} > p_{\para}$的等离子体压力各向异性导致磁重联的快速增长，导致具有硬幂律谱的非热粒子的快速产生。这种无碰撞吸积盘的有效粒子加速机制可能是解释大质量黑洞周围高能粒子起源的一个可能模型。
2013-06-28 astro-ph.HE
On the convergence of Magnetorotational turbulence in stratified isothermal shearing boxes
本文研究了具有零净磁通量的分层等温剪切盒中的收敛问题。我们目前的结果与最高分辨率到目前为止-高达200个网格点的压力规模的高度-没有明显的证据表明收敛。相反，麦克斯韦应力随着分辨率的增加而继续减小。我们提出了一些可能的情况来解释缺乏收敛的多层发电机系统的基础上。
2014-04-24 astro-ph.HE astro-ph.SR
Sustained Magnetorotational Turbulence in Local Simulations of Stratified Disks with Zero Net Magnetic Flux
在采用剪切盒近似的局部模拟中，我们研究了密度分层对磁旋转不稳定性驱动的磁流体动力学湍流的影响。我们的主要结果是，即使在没有明确的耗散，增加垂直重力导致收敛的湍流能量密度和应力的分辨率增加，相反的结果为零净通量，未分层的盒子。总应力与中平面压力之比的平均值约为0.01，尽管在长时间（> 50个轨道）的时间尺度上可能会有显著的波动。我们发现，时间平均应力在很大程度上是不敏感的径向或垂直的长宽比我们的模拟域。对于模拟与明确的耗散，我们发现，分层扩展的范围内的雷诺数和磁普朗特数的湍流是持续的。在总结前人研究结果的基础上，我们发现了大尺度环向场周期为10个轨道的振荡，并描述了这些周期的发电机过程。
2009-09-08 astro-ph.HE
Dissipative structures in magnetorotational turbulence
通过吸积过程，磁旋转湍流从磁盘的轨道运动中移除能量并将其转化为热量。湍流加热远非均匀，通常集中在强烈耗散的小区域，其特征是突然的磁重联和更高的温度。这些区域之所以令人感兴趣，是因为它们可能以耀斑和高能粒子的形式产生非热发射，或者在原行星盘中产生热过程固体。此外，耗散的性质对磁旋转不稳定性（MRI）本身的基本动力学有影响：局部模拟表明湍流的大尺度性质（例如饱和度、应力-压力关系）取决于短耗散尺度。在本文中，我们进行了一个数值研究的MRI耗散和小规模的耗散结构，它采用这样做。我们使用Goddom程序RAMSES和不可分层的可压缩剪切盒。我们的模拟结果显示，耗散集中在强磁重联，显着拉长的方位角，高达一个规模的高度带。因此，耗散结构是中尺度的物体，并可能提供一个大尺度和小尺度相互作用的途径。我们继续展示这些带状物是如何随着时间的推移而演变的-形成、合并、分裂和消失。最后，我们揭示了MRI产生的大尺度密度波和小尺度结构之间的重要耦合，这可能会照亮MRI湍流中的应力-压力关系。
2018-03-23 astro-ph.HE
Angular Momentum Transport and Particle Acceleration during Magnetorotational Instability in a Kinetic Accretion Disk
采用三维粒子模拟方法研究了无碰撞吸积盘中磁旋转不稳定性（MRI）过程中的角动量输运和粒子加速。我们表明，动力学MRI不仅可以提供高能量粒子加速，但也增强角动量输运。我们发现，主动磁重联引起的含$p_{\|} > p_{\perp}$的通道流内等离子体压力各向异性抑制了后续重联的发生，从而导致高的磁场饱和和角动量输运的Maxwell应力张量的增强.同时，在重联的静止阶段，等离子体各向同性化在通道流中进行，并且由于MRI的发电机作用，通道流外部的具有$p_{\perp} > p_{\|}$的各向异性等离子体有助于快速重联和强粒子加速。在无碰撞的吸积盘中，这种有效的粒子加速和增强的角动量输运可以解释在大质量黑洞周围观测到的高能粒子的起源。
2015-02-09 astro-ph.HE
Unified treatment of mean-field dynamo and angular-momentum transport in magnetorotational instability-driven turbulence
本文通过直接统计模拟建立统一平均场模型，同时处理MRI驱动湍流中的大尺度发电机与角动量输运，揭示旋转-剪切-电流效应和旋转-剪切-涡量效应分别产生径向和垂直磁场，并给出相关输运系数的显式形式。
2023-11-14 astro-ph.HE astro-ph.SR physics.plasm-ph
Finite-time response of dynamo mean-field effects in magnetorotational turbulence
吸积盘湍流及其对大尺度磁场的影响在理解盘演化中起着重要作用，特别是天体物理喷流的发射。出于使一个全面的子网格描述的吸积盘的全球长期模拟，我们的目标是进一步表征输运系数出现在磁旋转盘湍流的局部模拟。对于目前的调查，我们利用时间依赖版本的测试场方法，这是敏感的湍流电动势（EMF）作为一组脉动背景场的响应。我们得到的傅立叶谱的传输系数作为振荡频率的函数。这些都是很好的近似一个简单的响应函数，描述了一个有限的时间建立的电动势作为一个随时间变化的平均磁场的结果。对于中间时间尺度（即，略高于轨道频率），我们观察到一个显着的相位滞后的电动势相比，造成的领域。我们以前的结果在空间中的非局部封闭关系，并纳入一个适当的平均场描述，我们简要勾勒出这里，新的框架将允许放弃限制性的尺度分离的假设。
2022-02-18 astro-ph.HE
Stochastic Particle Acceleration in Turbulence Generated by the Magnetorotational Instability
我们研究吸积流中的随机粒子加速。磁旋转不稳定性（MRI）在吸积流内部产生湍流，而宇宙射线（CR）被湍流加速。我们计算的运动方程CR在MRI产生的湍流场与剪切盒近似无反作用的字段。结果表明，CRs通过与湍流场的相互作用随机地获得或损失其能量。CR在位形空间中各向异性地扩散：在未扰动流方向上的扩散系数大约是玻姆系数的20倍，而在其他方向上的扩散系数仅是玻姆系数的几倍。动量分布是各向同性的，其演化可以由动量空间中的扩散方程描述，其中扩散系数是CR动量的幂律函数。我们表明，剪切加速度有效地工作的高能粒子。我们还谨慎地注意到，在剪切盒近似中，沿着径向多次穿过模拟盒的粒子受到洛伦兹变换的非物理失控加速度，这需要特别小心。
2016-02-25 astro-ph.HE
Nonmodal growth of the magnetorotational instability
我们用非模态方法分析了磁旋转不稳定性（MRI）在短时间内的线性增长。我们的研究结果是完全不同的标准结果，说明剪切波能量可以增长在最大的MRI率，$-dΩ/d \ln r,$的任何选择的方位角和垂直波长。此外，通过比较剪切波的增长与静态结构，我们表明，在短时间尺度剪切波将永远是动态的更重要的比静态结构在理想的限制。通过证明快速线性增长是可能的，在所有波长，这些结果表明，非模态线性物理可以在MRI湍流中发挥重要作用。
2014-06-25 astro-ph.HE physics.plasm-ph
Dynamo effects in magnetorotational turbulence with finite thermal diffusivity
研究了在净磁通为零的情况下，磁旋转不稳定性驱动的磁流体湍流的饱和度。受Bodo，Cattaneo，Mignone和Rossi最近的一篇论文的启发，我们在这里集中讨论具有恒定热扩散率的非等温状态方程的情况。本文的主要目的是补充以前的结果与封闭参数的平均场发电机模型，并测试的假设，发电机的热传输模式的影响。本文对分层吸积盘的局部剪切盒模型进行了计算机模拟，并对辐射热输运进行了近似处理。我们研究了不同的（常数）热扩散率的影响，并应用不同的垂直边界条件。在不可穿透的垂直边界的情况下，我们确认的过渡，从主要是传导性的主要是对流的垂直传热低于临界热扩散系数。然而，当应用更自然的流出边界条件时，这种转变就不那么明显了。同样，在这种情况下，磁活动的增强也不那么明显。然而，通过湍流耗散加热决定了吸积盘的热力学结构，并明显影响相关发电机的性质。然而，这种影响可能被高估，在以前的工作中，和边界所发挥的作用，将需要仔细研究。
2013-04-09 astro-ph.HE
Dwarf Nova Outbursts with Magnetorotational Turbulence
唯象盘不稳定性模型在再现观测到的矮新星爆发的光变曲线方面取得了成功，它在爆发时调用了一个增强的Shakura-Sunyaev $α$参数$\sim0.1-0.2$，而在平静时调用了一个低值$\sim0.01$。最近的磁旋转（MRI）湍流与适当的不透明度和状态方程的矮新星吸积盘的物理一致的模拟发现，热对流增强$α$在磁盘的爆发，但只有附近的氢电离过渡。在较高的温度下，对流不再存在，并且$α$返回到与静止时相当的低值。为了检查这种增强附近的氢电离过渡是否足以重现所观察到的光变曲线，我们将这种基于MRI的变化$α$光盘不稳定性模型，以及基于模拟的模型湍流耗散和对流传输。这些基于MRI的模型可以成功地再现观测到的爆发和静止持续时间，以及爆发幅度，尽管与标准的光盘不稳定性模型的参数不同。基于MRI的模型光变曲线表现出从爆发的衰变中的反射，这在矮新星中通常没有观察到。然而，我们强调了在椎间盘不稳定模型和MRI模拟中静止物理学的问题方面，这是造成这种行为的原因。
2016-08-03 astro-ph.HE
Fully Convective Magnetorotational Turbulence in Stratified Shearing Boxes
本文用数值方法研究了分层剪切盒中的湍流和发电机作用，其中磁通量为零。我们假设流体服从理想气体定律，并具有有限（常数）的热扩散率。我们在垂直边界处选择辐射边界条件，其中热通量与温度的四次方成比例。我们比较的结果与相应的情况下，其中固定的温度边界条件。最值得注意的结果是，形成一个完全对流的状态，其中密度几乎是恒定的高度的函数和热量被输送到上下边界的翻转运动是强大的，即使在辐射边界条件的情况下仍然存在。有趣的是，在对流制度，虽然扩散运输是可以忽略不计的平均层结不松弛到绝热状态。
2013-06-14 astro-ph.HE astro-ph.SR
Origin of nonlinearity and plausible turbulence by hydromagnetic transient growth in accretion disks: Faster growth rate than magnetorotational instability
本文研究了一小段吸积盘中磁流体扰动的演化。众所周知，在吸积盘中，分子粘性可以忽略不计。因此，有人认为，一种称为磁旋转不稳定性（MRI）的机制负责在弱磁场存在下传输物质。然而，也有一些缺点，这对MRI的有效性提出了质疑。现在的问题是，是否其他的磁流体效应，如瞬态增长（TG），可以发挥重要作用，使系统中的非线性，即使在弱磁场。否则，无论是MRI还是TG，哪个主要负责揭示非线性使流动湍流？我们的结果明确地证明了高雷诺数（Re）的流动，这是现实的天体物理吸积盘的情况下，表现出非线性的扰动模式的TG比产生MRI的模式更快。对于一个固定的波矢量，MRI占主导地位的瞬态效应，只有在低Re，低于其值预计将在天体物理吸积盘，低磁场。这严重质疑了磁共振成像在天体物理学吸积盘中的（总体）说服力。
2015-08-11 astro-ph.HE
Emergence of nonlinearity and plausible turbulence in accretion disks via hydromagnetic transient growth faster than magnetorotational instability
本文研究了一小段吸积盘中磁流体扰动的演化。众所周知，在吸积盘中，分子粘性可以忽略不计。因此，有人认为，磁旋转不稳定性（MRI）是负责在弱磁场的存在下传输的物质。然而，也有一些缺点，这对MRI的有效性提出了质疑。现在的问题是，是否其他磁流体效应，如瞬态增长（TG），可以发挥重要作用，使系统中的非线性，即使在弱磁场。否则，无论是MRI还是TG，哪个主要负责揭示非线性使流动湍流？我们的结果明确地证明了高雷诺数（Re）的流动，即实际天体物理学中的吸积盘的情况，在扰动模的最佳TG下表现出的非线性比在产生MRI的最佳模下表现出的非线性快。对于一个固定的波矢，MRI占主导地位的瞬态效应，只有在低Re，低于其值预计将在天体物理吸积盘，低磁场。这严重质疑了磁共振成像在天体物理学吸积盘中的（总体）说服力。
2016-03-01 astro-ph.HE
Magnetorotational turbulence in stratified shearing boxes with perfect gas equation of state and finite thermal diffusivity
本文对具有零平均磁通量的分层剪切盒中的湍流和发电机作用进行了数值研究。我们假设流体服从理想气体定律，并具有有限（常数）的热扩散率。计算开始于跨越中平面上方和下方三个刻度高度的等温状态。经过长时间的瞬态后，各层稳定到一个稳态，在该稳态中，边界外的热损失被耗散加热所平衡。我们确定了两种制度。一种传导状态，其中热量主要通过传导传递，密度随高度降低。在大的热扩散率的限制，这一制度类似于更熟悉的等温情况。另一个，对流制度，观察到在较小的值的热扩散率，在该层变得不稳定的翻转运动，热量主要是通过平流和密度变得几乎恒定的整个层。在这后一个恒定密度制度，我们观察到的证据大规模发电机行动导致大幅增加运输效率相对于导电的情况下。
2012-10-24 astro-ph.HE astro-ph.SR
Global simulations of magnetorotational turbulence II: turbulent energetics
磁旋转湍流从重力中汲取能量，并最终通过耗散释放能量。然而，这种能量流的定量细节尚未评估全球磁盘模型。在这项工作中，我们研究了一个很好的解决，三维的，全球磁流体动力吸积盘模拟的能量评估磁，动能，和内能使用模拟数据的平均场方程。结果表明，湍流磁（动）能主要注入麦克斯韦（雷诺）应力和剪切（几乎开普勒）平均流之间的相关性，并通过耗散。这一发现不同于以往的工作，使用本地（剪切盒）模型，这表明，湍流动能主要来源于磁能量库。洛伦兹力提供了磁库和动能库之间的桥梁，将总湍流磁功率输入的约1/5转换为湍流动能。湍流能量（包括磁场和动能）主要由与湍流场相关的项驱动，仅受平均磁场的微小影响。平均场和湍流场之间的相互作用在感应方程中最为明显，平均径向磁场受到湍流电动势（EMF）的强烈影响。在准稳定的湍流状态下，大约2/3的坡印廷通量进入日冕，其余的在径向方向上传输磁能。与以往的研究相比，应力相关的部分坡印亭通量被发现占主导地位，这可能有重要的影响，“反射”模型的塞弗特星系日冕，通常调用的图片浮力上升的磁通量管通过平流。
2013-12-11 astro-ph.HE
Global simulations of magnetorotational turbulence III: influence of field configuration and mass injection
磁旋转湍流产生的应力可以在吸积盘中提供有效的角动量输运。然而，问题仍然存在的能力模拟磁盘再现观测推断的应力气体压力比。在本文中，我们提出了一套高分辨率的全球磁流体动力学磁盘模拟初始化与不同的领域配置：纯环形，垂直场线，嵌套极向环。包括一个质量源项，它允许总磁盘质量平衡模拟与长时间运行，也使快速质量注入的影响进行探讨。值得注意的是，不同水平的角动量输运过程中观察到的早期瞬态盘的演变。然而，给予足够的时间来放松，不同的模型演变到一个统计上类似的准稳态与应力-气体压力比，$α\sim 0.032-0.036$。从我们的研究结果表明，{ \it稳定的，孤立的}磁盘可能无法保持一个大规模的磁场或产生的值的应力-气体压力比暗示的一些意见。探索捕获磁场，注入垂直场，并迅速注入额外的质量到磁盘的影响的补充模拟表明，大的应力（$α\sim 0.1-0.25$）可以通过这些机制引起。模拟突出了共同的后期演变和特性的湍流磁盘的磁场允许自由演变。如果圆盘的边界、磁场注入的速率或质量补充的速率被修改以模仿天体物理学的圆盘，则会发生明显不同的圆盘演化。
2014-04-10 astro-ph.HE
Global simulations of magnetorotational turbulence I: convergence and the quasi-steady state
磁旋转湍流为吸积盘中的角动量输运提供了一种可行的机制。我们提出了全球性的，三维（3D），MHD吸积盘模拟，调查分辨率的湍流应力的依赖性。收敛的时间和体积平均应力-气体压力比，在值为$\sim0.04$，被发现的模型与径向，垂直和方位角分辨率为12-51，27，和12.5细胞每刻度高度（模拟网格是这样的细胞每刻度高度在径向方向上变化）。对盘的主体（|z| <2 H）进行控制体积分析，以检查磁能的产生和去除。麦克斯韦应力与平均磁盘旋转相结合，主要负责磁能的产生，而湍流耗散（由数值电阻率促进）主要是从磁盘中删除磁能。根据控制体积的边界上的麦克斯韦应力和控制体积内的洛伦兹力注入的功率来重新铸造磁能方程，突出了（控制体积的）边界条件的重要性。剪切盒和整体吸积盘模拟的不同收敛性质可以很容易地理解的基础上选择的边界条件和磁场配置。周期性边界条件限制了磁场中大尺度梯度的建立，限制了通过洛伦兹力和表面应力传递到磁盘的功率。这一发现解释了我们的全球盘模型相比，分层剪切盒的湍流应力收敛所需的三个较低的分辨率的因素。（节录）
2013-07-08 astro-ph.HE
Excitation of Trapped Waves in Simulations of Tilted Black Hole Accretion Disks with Magnetorotational Turbulence
我们分析了广义相对论磁流体动力学模拟中流体变量的时间依赖性，模拟了无量纲自旋参数a/M=0.9的黑洞的吸积流。我们考虑吸积材料的角动量与黑洞自旋轴对齐（非倾斜流）和错位15度（倾斜流）的情况。与未倾斜的模拟相比，倾斜的模拟表现出明显过量的惯性可变性，即在低于局部径向周转频率的频率处的可变性。我们进一步研究了这种类似惯性的功率的径向结构，重点是在三个分析的流体变量中发现的118（M/10 Msol）^-1 Hz处的径向扩展带。在该频率下的三维密度结构表明，功率是一种复合振荡，其主要成分是与背景流共转的过密团块，低阶惯性波和低阶惯性声波。我们的研究结果提供了初步确认早期的建议，磁盘倾斜可以是一个重要的激发机制的惯性波。
2009-10-10 astro-ph.HE
Magnetic Flux Concentration and Zonal Flows in Magnetorotational Instability Turbulence
吸积盘可能被外部垂直磁通量穿过，这通过磁旋转不稳定性（MRI）增强了湍流水平。使用剪切盒模拟，我们发现，这样的外部磁通量也强烈增强带状径向密度变化的幅度称为纬向流。此外，我们报告说，垂直磁通量强烈集中向低密度区域的纬向流。平均垂直磁场在低密度区域可以增加一倍以上，在某些情况下，在高密度区域可以减少到几乎为零。在理想磁流体力学中，磁通量集中的尺度可以达到几个圆盘尺度高度。在具有强双极扩散的非理想MHD区域中，磁通量以一定的增强水平集中到薄的轴对称壳体中，其尺寸通常小于半个标度高度。我们表明，磁通量浓度密切相关的事实，即磁扩散率的MRI湍流是各向异性的。除了传统的欧姆样湍流电阻率，我们发现，有一个垂直速度和水平磁场波动，产生一个平均电场的作用，以反扩散的垂直磁通量之间的相关性。各向异性的湍流扩散率具有类似于霍尔效应的性质，并且可能对吸积盘中磁通量输运具有重要意义。磁通量集中的物理起源可能与通道流的发展有关，随后是磁重联，其作用是降低局部区域的质量-通量比。增强的纬向流与磁通量集中的关联可能导致原行星盘中的全球压力隆起，这有助于捕获尘埃颗粒并促进行星形成。
2014-09-08 astro-ph.EP astro-ph.HE
Onset of Plasmoid Reconnection during Magnetorotational Instability
通过对圆柱形几何中电阻性MHD方程的二维和三维数值模拟，研究了经历磁旋转不稳定性（MRI）的吸积流中电流片的演化。利用在垂直（$z$）方向上对准的初始均匀磁场，MRI产生径向延伸的环形（方位角）电流片。在2D和3D中，当轴对称模式占主导地位时，这些电流片相互吸引并在极向（$rz$）平面中合并，当Lundquist数$S > 3 \times 10^2$时驱动磁重联，使其成为吸积盘中等离子体团（闭合磁环）的可能来源。在高伦德奎斯特数的二维制度，从$S = 5 \times 10^3$，自洽MRI产生的电流片变得薄，并受到等离子体团不稳定性，因此自发的磁重联。当非轴对称三维模式占主导地位时，湍流使方位电流片进一步不稳定，并垂直拉伸。还形成了内部区域中的环形延伸的垂直电流片以及盘的外部区域中的较大的3D磁岛。这些发现对天体物理盘有很大的影响，因为等离子体团可能会导致局部加热，粒子加速和高能电磁辐射。
2021-10-02 astro-ph.HE physics.plasm-ph
Assessment of a new sub-grid model for magneto-hydrodynamical turbulence. I. Magnetorotational instability
基于网格的直接数值模拟（DNS）的数值分辨率不足，阻碍了不稳定性驱动的湍流在小尺度（未解决）的发展。作为DNS的替代方案，子网格模型可以在小尺度上再现湍流的影响，因此可以用更少的计算资源来捕获物理效应。提出了一种新的亚网格模型--MHD不稳定性诱导湍流（MInIT）平均场模型。MInIT是一种物理激励模型，基于湍流（Maxwell，Reynolds和Faraday）应力张量的演化及其与磁旋转（MRI）和寄生不稳定性的湍流能量密度的关系，用两个具有刚性源项的偏微分演化方程建模。他们的解决方案允许获得湍流应力张量通过常数系数，将它们连接到能量密度。使用来自MRI in-box DNS的数据并应用过滤操作以将过滤后的数据与来自模型的数据进行比较来评估模型。使用$L_2$ -范数作为比较的度量，我们发现两组数据之间的差异小于一个数量级。没有依赖于过滤器的大小或未解决的尺度的长度尺度被发现，而不是使用梯度模型的结果（我们也使用我们的模型进行对比），其中的$L_2$规范的一些应力随过滤器的大小而增加。我们的结论是，MInIT可以帮助DNS正确捕获小尺度的湍流应力，这对高磁化旋转致密物体的动力学具有潜在的影响，如那些形成在二元中子星合并。
2022-10-05 astro-ph.HE astro-ph.SR physics.flu-dyn
Saturation of the magnetorotational instability and the origin of magnetically elevated accretion discs
本文提出MRI通过自调节机制决定净垂直磁场吸积盘中角动量输运强度，再现α∝β_z^{-1/2}标度关系，并将其推广到强环向磁场情形，指出磁抬升盘需额外湍流源，推测撕裂模可能是候选机制。
2023-04-16 astro-ph.HE
Three-dimensional simulations of the magnetorotational instability in eccentric disks
本文通过三维模拟研究垂直重力对偏心盘磁旋转不稳定性湍流的影响，发现其使 alpha 参数保持约 0.01，并显著加速质量与偏心率分布演化，为潮汐瓦解事件晚期辐射供能提供解释。
2025-05-05 astro-ph.HE physics.plasm-ph
Particle acceleration in relativistic turbulence: A theoretical appraisal
我们讨论的物理随机粒子加速相对论磁流体动力学（MHD）湍流，结合数值模拟的测试粒子加速合成波湍流谱与详细的分析估计。特别是，我们研究粒子加速在波动各向同性快模式湍流，在Alfvén和缓慢的Goldreich-Sridhar型波湍流（适当占各向异性效应），包括共振加宽由于波衰减和俯仰角随机化。在高粒子刚性下，这三种模式对加速度的贡献在一个数量级内相当，这是几种效应的组合（快模式的渡越时间阻尼部分消失，Alfvén和慢模式由于共振加宽而增加的散射率）。此外，我们提供的分析参数超过政权的MHD波湍流的加速度，解决问题的非共振加速的结构，而不是波组成的湍流，以及在小规模的平行电场的加速度的问题。最后，我们将我们的结果与现有文献进行比较，并提供了适用于高能天体物理现象学的现成公式。
2020-07-03 astro-ph.HE physics.plasm-ph
A large scale dynamo and magnetoturbulence in rapidly rotating core-collapse supernovae
磁流体动力学（MHD）湍流在许多高能天体物理系统中具有重要意义，其中MHD不稳定性可以在很短的时间尺度上放大局部磁场。特别是，磁旋转不稳定性（MRI）和发电机作用已被认为是一种机制，以增长的磁强度磁场（$\ge10^{15} G$）和磁旋转动力的旋转大质量恒星的爆炸。这类恒星是Ic-bl型超新星爆发的候选祖先，也是所有与长伽马射线暴（GRB）有关的超新星。MRI已被研究与本地高分辨率剪切盒模拟在3D或全球2D模拟，但它是一个悬而未决的问题，是否MRI驱动的湍流可以导致在创建一个大规模的有序和动态相关的领域。在这里，我们报告的结果，从全球3D广义相对论磁流体动力学（GRMHD）湍流模拟和MRI驱动的MHD湍流在快速旋转的质子中子星产生的能量逆级联。我们发现一个大规模的有序的环形场，这是符合双极磁旋转驱动的外流的形成。我们的研究结果表明，快速旋转的大质量恒星是Ic-BL型超新星和长GRB的合理祖先，为磁星提供了一个可行的形成方案，并可能解释潜在的磁星动力超亮超新星。
2018-03-29 astro-ph.HE
Global Simulations of Magnetorotational Instability in The Collapsed Core of A Massive Star
我们进行了第一次数值模拟的磁旋转不稳定性从一个亚磁星类种子磁场在核心坍缩超新星。轴对称理想MHD模拟的结果表明，磁场被极大地放大到磁星级强度。在饱和阶段，核心的相当一部分是由湍流，和磁场具有主导的大尺度分量，相当于原始中子星的大小。在我们的全球模拟中没有观察到相干通道流的模式，这通常出现在指数增长阶段在以前的本地模拟。虽然通过增加空间分辨率获得了指数增长率的近似收敛，但由于仍然很大的数值扩散，饱和磁场的近似收敛没有实现。虽然磁场对动力学的影响被发现是温和的，具有足够高的分辨率的模拟可能会导致更大的影响。
2013-03-12 astro-ph.HE
The magnetorotational instability as a jet launching mechanism
磁旋转湍流和磁驱动盘风通常被认为是独立的过程。然而，现实的天体物理圆盘预计会受到这两种影响，尽管可能在不同的时间和地点。我们在这里调查这两种现象之间的潜在联系，使用混合的数值和分析方法。我们特别表明，大规模的MRI模式，占主导地位的强磁化光盘（等离子体β ~10）自然产生磁驱动外流的非线性制度。我们发现，这些外流有许多相似之处，在文献中发现的本地和全球盘风的解决方案。我们还调查了这些外流的三维稳定性，并表明它们是不稳定的动态时间尺度。这些结果之间的过渡射流发射光盘和标准的“粘性”光盘的影响进行了讨论。
2012-10-24 astro-ph.HE astro-ph.SR
Particle-in-cell Simulations of the Magnetorotational Instability in Stratified Shearing Boxes
本研究针对黑洞周围低光度吸积盘的无碰撞磁旋转不稳定性，开展带净垂直场分层剪切盒的二维三维PIC模拟，发现盘膨胀、外流、类发电机过程等，证实非热粒子加速幂律分布，为低光度吸积盘MRI效应建模迈出第一步。
2023-08-23 astro-ph.HE physics.plasm-ph
Fully kinetic large scale simulations of the collisionless Magnetorotational instability
本文采用二维粒子模拟方法研究了弱磁化（高$β$）对等离子体中的全动力学无碰撞磁旋转不稳定性。该数值分析的中心结果是在无碰撞MRI的饱和状态中出现自诱导湍流制度，其只能被捕获用于足够大的模拟域。这种湍流状态的发展的基本机制之一是漂移扭结不稳定性（DKI）的电流片的通道模式的非线性演化造成的。DKI的开始只能观察到模拟域大小超过几个线性MRI波长。DKI与随后的磁重联一起，在MRI的非线性演化的后期激活等离子体的湍流运动。在稳定状态下，磁能具有MHD样谱，$kρ<1$的斜率为$k^{-5/3}$，亚拉莫尔标度（$kρ>1$）的斜率为$k^{-3}$。我们还研究了无碰撞MRI和相关的磁重联在压力各向异性发展中的作用。我们研究了由于这种压力各向异性的系统的稳定性，观察在MRI的早期阶段的镜像不稳定的发展。我们进一步讨论了磁重联的重要性粒子加速在湍流制度。特别是，与重联研究一致，我们表明，在后期的动能提出了一个特征斜率的$ε^{-2}$在高能量区域。
2018-04-29 astro-ph.HE physics.plasm-ph
Numerical simulations of the magnetorotational instability in protoneutron stars: I. Influence of buoyancy
磁旋转不稳定性（MRI）被认为是快速旋转质子中子星磁场放大的一种很有前途的机制。与吸积盘相反，由熵和轻子分数梯度驱动的径向浮力预计具有与旋转和剪切一样重要的动力学作用。我们调查的浮力的MRI的非线性相位的影响知之甚少，通过三维数值模拟的本地模型在赤道平面的质子中子星。Boussinesq近似的使用使我们能够利用剪切箱模型与干净的剪切周期性边界条件，同时考虑到径向熵和成分梯度驱动的浮力。我们发现，显着更强的湍流和磁场在不稳定的流动。另一方面，浮力只有有限的影响湍流的强度和磁场放大的粘性稳定的流动中存在的一个现实的热扩散。然而，在后一种情况下，湍流的性质受到显著影响。特别是，相对于极向分量，磁场和速度的环向分量变得更加占主导地位。此外，我们观察到在稳定的浮力制度的长期生活的连贯结构，如通道流和纬向流的形成。总的来说，我们的研究结果支持的能力，MRI放大磁场显着，即使在稳定分层区域的质子中子星。
2015-04-24 astro-ph.HE astro-ph.SR
Magnetorotational dynamo chimeras. The missing link to turbulent accretion disk dynamo models?
在开普勒吸积盘中，湍流和磁场可以通过包含磁旋转不稳定性（MRI）的亚临界发电机过程联合激发。高分辨率的模拟表现出统计自组织的MRI发电机湍流到大规模的循环动力学的趋势。了解这些结构的物理起源，以及它们是否可以在天体物理条件下有效地维持和传输角动量，是一个重大的理论挑战。简单的周期性非线性MRI发电机解决方案的发现最近被证明是有用的，在这方面，并已显着地突出了湍流磁扩散的作用，在低磁普朗特数Pm（磁扩散率大于粘度），一个共同的制度，在吸积盘的动态似乎衰减。然而，这些简单结构与湍流模拟中报告的统计组织之间的联系仍然难以捉摸。在这里，我们报告的数值发现在中等纵横比开普勒剪切盒的新的周期性，不可压缩的，三维非线性MRI发电机解决方案具有较大的动力学复杂性，让人想起这样的模拟。这些“嵌合体”周期的特点是多个MRI不稳定的动力学阶段，但它们的基本物理原理的自我维持，然而是相同的那些更简单的周期中发现的方位角拉长盒。特别是，我们发现，他们没有持续在低PM由于亚临界湍流磁扩散。这些解决方案提供了一个新的视角到从层流到湍流不稳定性驱动发电机的过渡，并可能被证明是有用的设计改进的统计模型的湍流吸积盘发电机。
2016-07-11 astro-ph.HE
MHD simulations of the magnetorotational instability in a shearing box with zero net flux: the case Pm=4
本文研究了当磁普朗特数Pm大于1时，大雷诺数Re下磁旋转不稳定性引起的MHD湍流的输运特性。对无分层剪切盒中零净磁通的磁旋转不稳定性进行了三种MHD模拟。这些模拟与代码宙斯进行，并考虑角动量输运率的演变，Re逐渐增加，从3125到12500，同时保持Pm=4。为了确保流动的小尺度特征被很好地分辨，分辨率从每盘尺度高度128个单元变化到每盘尺度高度512个单元。后者构成了迄今为止MRI湍流模拟的最高分辨率。使用α参数测量的角动量输运率仅非常弱地依赖于雷诺数：发现α约为0.007，在所有模拟中，该平均值的变化范围为15%。Re没有系统演化。对于最佳分辨率的模型，动能功率谱初步显示出一个幂律范围内的指数-3/2，而磁能被发现转移到越来越小的尺度随着磁雷诺数的增加。几种不同的诊断都表明一个明确定义的注射长度的一小部分的规模高度。这封信中提出的结果是一致的MRI能够有效地传输角动量在大雷诺数时，Pm=4在非分层零净通量剪切盒。
2010-04-14 astro-ph.HE astro-ph.SR
On the relation of standard and helical magnetorotational instability
磁旋转不稳定性（MRI）通过使开普勒盘中的湍流（否则流体动力学稳定）对宇宙结构的形成起着至关重要的作用。特别关注具有小磁性普朗特数的液体金属的MRI实验，已经表明这种不稳定性的螺旋版本（HMRI）具有与标准MRI（SMRI）完全不同的标度行为。我们讨论的关系，HMRI SMRI探索各种参数的依赖关系。我们确定的不稳定性模式之间的转移机制，通过光谱异常点，解释了从静止不稳定（SMRI）的过渡到不稳定的行波（HMRI）和激励的HMRI在无感的限制。对于某些参数区域，我们发现新的岛屿的HMRI。
2009-10-31 astro-ph.HE astro-ph.SR math-ph
Relativistic Particle Transport and Acceleration in Structured Plasma Turbulence
本文讨论了三维不可压MHD湍流中相对论性带电粒子运动的扩散现象及其扩散特性。我们发现，由湍流等离子体运动诱导的随机电场导致测试粒子在一个模拟的盒子中运动，以随机的方式，一个二阶费米过程被加速。这些颗粒中的一小部分恰好被困在大尺度结构中，最有可能是由于湍流中岛屿的相互作用而形成的。这样的粒子得到指数加速，只要它们的俯仰角满足某些条件。我们将详细讨论加速结构的特征和负责快速加速的物理过程。我们还评论的适用性的结果，以现实的天体物理湍流。
2022-04-04 astro-ph.HE physics.plasm-ph
Identification of a non-axisymmetric mode in laboratory experiments searching for standard magnetorotational instability
标准磁旋转不稳定性（SMRI）是天体物理盘中湍流和快速吸积的一种很有前途的机制。它是一种磁流体动力学（MHD）不稳定性，使流体动力学稳定的磁盘流不稳定。由于其在天文距离上的微观性质和实验室实验的严格要求，SMRI自提出以来一直未经证实，尽管它在天体物理学上具有重要意义。在这里，我们报告了一个非轴对称的MHD不稳定性在一个修改的泰勒-库埃特实验。为了寻找SMRI，沿旋转的液态金属流的旋转轴施加均匀的磁场。不稳定性最初呈指数增长，变得突出，只有足够的流动剪切和中等磁场。这些条件的不稳定性是定性一致的SMRI，但在磁雷诺数低于预测的线性分析与周期性轴向边界。三维数值模拟，然而，再现所观察到的不稳定性，表明它线性增长的主要轴对称流修改所施加的磁场。
2022-09-17 astro-ph.HE astro-ph.IM physics.flu-dyn
Turbulence and particle acceleration in a relativistic plasma
在无碰撞等离子体中，湍流会强烈影响等离子体粒子的能量分布函数。特别是，它可以在高能量下发展出非热幂律尾。我们认为，最初的相对论性强的磁扰动（磁化参数$σ\gg 1$）的湍流迅速演变成一个超相对论等离子体温度，但温和的相对论性湍流波动的状态。我们提出了一个唯象和数值研究表明，在这种情况下，指数$α$的幂律粒子能量分布函数，$f(γ)dγ\propto γ^{-α}dγ$，依赖于磁压缩湍流。我们对标度指数$α$的解析预测与数值计算结果吻合得很好。
2021-12-18 astro-ph.HE physics.plasm-ph
Magnetorotational instability with smoothed particle hydrodynamics
我们提出了一个彻底的数值研究的MRI使用平滑粒子磁流体动力学方法（SPMHD）的几何密度平均力表达式（GDSPH）。我们进行剪切盒模拟不同的初始设置和广泛的分辨率和耗散参数。我们表明，第一次，MRI与持续的湍流可以成功地模拟SPH，结果与以前的工作与基于网格的代码一致。特别是，对于分层的盒子，我们的模拟再现了至少100个轨道的饱和湍流的MRI发电机的特征蝴蝶图。相反，传统的SPH模拟遭受失控的增长和发展非物理大方位场，类似于最近的研究结果与无网格方法。我们研究了MRI湍流对SPH中数值普朗特数的依赖性，重点是非分层，零净通量的情况。我们发现，湍流只能维持与普朗特数大于$\sim$ 2.5，类似的临界值的物理普朗特数在网格代码模拟。然而，不同于基于网格的代码，在SPH的数值普朗特数增加的分辨率，并为一个固定的普朗特数，所产生的磁能和应力是独立的分辨率。对所有模拟进行平均场分析，得到的输运系数表明在非分层情况下没有$α$效应，但在分层介质中有一个活跃的$αΩ$发电机和抗磁泵效应，这与以前的研究基本一致。在我们的模拟中没有明确的剪切电流发电机的迹象，这可能是负责一个较弱的平均场增长在高大，无分层，零净通量模拟。
2021-05-03 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
MRI-driven angular momentum transport in protoplanetary disks
几十年来，吸积盘中的角动量输运一直是理论天体物理研究的热点。在过去的二十年里，由磁旋转不稳定性驱动的MHD湍流已经成为实现这一目标的有效机制。然而，许多问题和不确定性仍然存在，其中包括湍流的饱和水平。磁旋转不稳定性对行星形成模型的影响仍在研究中。该讲座于2012年9月在Aussois（法国）的“角动量传输在恒星形成和早期演化中的作用和机制”学校举行，旨在介绍目前处于学术研究前沿的磁旋转不稳定性的历史发展，现状和悬而未决的问题。
2013-05-15 astro-ph.EP astro-ph.HE astro-ph.SR
Studying the mirror acceleration via kinetic simulations of relativistic plasma turbulence
University of Florida（佛罗里达大学）；University of Helsinki（赫尔辛基大学）
本文通过三维粒子-网格模拟研究了相对论湍流中镜面加速机制，发现粒子在镜面作用下获得显著能量增益，其动量增益方向垂直于局部磁场并正相关于磁场增强。
2026-08-26 astro-ph.HE physics.plasm-ph
Magnetic field gradient effects on the magnetorotational instability
磁旋转不稳定性（MRI），也被称为Balbus-Hawley不稳定性，被认为对吸积盘中湍流和角动量输运的起始具有重要作用。在这项工作中，我们调查的磁场梯度在MRI上的方位角方向的效果。我们通过包括磁场梯度的方位分量来求解磁流体动力学方程。我们找到了色散关系，数值计算了不稳定性的增长率。方位磁场梯度的加入在波数空间上产生了一个新的不稳定区域。它还修改的增长率和波长范围的不稳定模式：更高的场梯度的大小，更大的增长率和更广泛的不稳定波数范围。这种磁场的梯度在金牛座T盘中可能是重要的，其中恒星磁场具有相对于盘的旋转轴不对准的轴。
2017-05-09 astro-ph.HE astro-ph.SR
Magnetorotational instability driven dynamos at low magnetic Prandtl numbers
对非分层等温立方区域中初始净磁通为零的磁旋转不稳定性（MRI）进行了数值模拟，证明了磁边界条件的重要性.在完全周期系统中，MRI产生的湍流水平随着运动粘度与磁扩散之比的磁普朗特数（Pm）的减小而显著减小.没有发现低于Pm=1的MRI或发电机动作，与早期的调查一致。使用垂直场条件，其允许在系统外产生净环向通量和磁螺旋度通量，发现MRI在0.1 < Pm < 10的范围内被激发，并且饱和水平与Pm无关。在垂直场运行强大的平均场发电机发展，并有助于维持MRI。
2011-07-06 astro-ph.HE astro-ph.SR
Simulating the magnetorotational instability on a moving mesh with the shearing box approximation
本文将运动网格代码AREPO与Dedner散度清除用于剪切盒MRI模拟，验证线性增长、零净通量湍流、发电机及分层结构，并表明其适合全局盘和大密度变化问题。
2023-09-27 astro-ph.EP astro-ph.HE astro-ph.IM
First-principles Fermi acceleration in magnetized turbulence
该工作提供了E.磁流体动力学（MHD）湍流中粒子加速的费米模型，将磁流率与磁场线的速度梯度联系起来，并在湍流不稳定性的多重分形图像中表征。然后推导出分布函数在动量空间中的输运方程。这种描述被证明是由一个大规模的数值模拟强MHD湍流。目前，一般的框架可以用来模拟粒子加速在各种环境中。
2022-10-03 astro-ph.HE astro-ph.SR physics.plasm-ph
Magnetorotational instability and dynamo action in gravitoturbulent astrophysical discs
虽然通常被孤立地对待，磁旋转和引力不稳定性（MRI和GI）可能在原行星盘和活动星系核的某些半径和演化阶段重合。它们之间的相互作用可以深刻地影响几个重要的过程，如吸积变化和爆发，碎裂和盘截断，或大规模磁场的产生。这两种不稳定性的直接数值模拟在计算上是具有挑战性的，并且仍然相对未被探索。在本文中，我们的目标是纠正这种忽视通过一组三维垂直分层剪切盒模拟，结合自重和磁场。我们发现，重力湍流大大削弱了零净通量MRI。在有效冷却（从而增强GI）的限制下，MRI被完全抑制，但强磁场由重力湍流维持。这种动荡的“螺旋波”发电机可能有广泛的应用，特别是在星系盘。最后，我们提出了初步的工作表明，一个强大的净垂直通量复苏的MRI和支持磁主导的状态，其中GI是次要的。
2017-09-20 astro-ph.EP astro-ph.HE
Energetic Particle Acceleration in Compressible Magnetohydrodynamic Turbulence
磁流体动力学（MHD）湍流是高能粒子加速的重要介质。针对磁湍流的可压缩特性，采用试验粒子方法研究了实际天体物理环境中可能出现的四种湍流区中粒子的Alfvén模、慢模和快模加速度.研究表明：（1）无论激波是否出现，二阶Fermi机制都通过粒子与湍流的相互作用驱动着三种模式级联过程中粒子的加速，（2）最大加速率的功率谱不仅可以揭示可压缩湍流的惯性范围，而且可以恢复模式之间的标度和能量比关系;（3）在超Alfvénic和超声速湍流中，快模式对粒子加速起主导作用，在亚Alfvénic湍流中，慢模式对粒子加速起主导作用，Alfvén模式对粒子加速的影响在加速的早期非常显著;（4）在一定的演化时间范围内，三种模式下的粒子加速均呈幂律分布。本文从粒子波模相互作用的角度出发，促进了对湍流性质和粒子加速行为的理解，有助于深入理解MHD湍流所涉及的天体物理过程。
2021-09-23 astro-ph.HE
Fast acceleration of transrelativistic electrons in astrophysical turbulence
正如观测到的电磁辐射所表明的那样，从太阳耀斑到星系团内介质，高能相对论电子普遍存在于许多天体物理系统中。然而，关于加速和可能再次加速的机制，仍然存在悬而未决的问题。普遍存在的等离子体湍流是可能的普遍机制之一。本文采用混合粒子模拟方法研究了跨相对论电子在湍流中的运动，提供了一个从MHD到亚离子尺度的Alfvénic湍流模型，并对电子进行了粒子模拟。我们发现，取决于电子的初始能量和湍流强度，电子可能会经历一个快速和有效的阶段，由于磁曲率漂移期间，他们被困在动态磁结构。此外，电子被随机加速，这是一个较慢的过程，产生较低的最大能量。这两个过程的组合效应决定了总的电子加速。通过适当的湍流参数，我们发现超热电子可以被加速到相对论能量。例如，在日光层参数和相对较高的湍流水平下，快速达到MeV的能量是可能的。
2020-04-17 astro-ph.HE physics.plasm-ph physics.space-ph
Magnetic reconnection-driven turbulence and turbulent reconnection acceleration
该研究采用MHD-PIC方法数值模拟磁重联驱动湍流与粒子加速，揭示了自驱动湍流稳态的能量分配、重联驱动湍流的复杂性及强磁场对加速效率的提升作用，为相关天体物理研究提供新视角。
2023-06-06 astro-ph.HE hep-th physics.plasm-ph
Magnetorotational instability: nonmodal growth and the relationship of global modes to the shearing box
本文用非模态稳定性技术研究了磁旋转不稳定性。尽管许多形式的MRI的谱不稳定性，这被证明是一种自然的分析方法，非常适合于处理线性MRI方程的非自伴性质。我们发现，增长最快的线性MRI结构的本地和全球域可以看起来非常不同的本征模式，总是类似于波剪切与背景流（剪切波）。此外，这样的结构可以在长时间内比最不稳定的本征模快许多倍地生长，并且局限于完全不同的空间区域。这些想法导致-轴对称和非轴对称模式-全球MRI和局部剪切盒近似之间的自然联系。通过说明，增长最快的全球结构是很好地描述了由常微分方程（ODE）管理一个单一的剪切波，我们发现，剪切盒是一个非常明智的近似线性MRI，相反，许多以前的索赔。由于剪切波常微分方程是最自然的理解使用非模态分析技术，我们得出结论，通过分析局部MRI增长在有限的时间尺度上使用这些方法。在很宽的波数范围内的强劲增长表明，非模态线性物理在MRI湍流中可能具有根本的重要性。
2014-07-17 astro-ph.HE astro-ph.SR physics.flu-dyn
