The Stochastic Field Transport associated with the Slab ITG Modes
许多模型的异常运输考虑湍流ExB运输所产生的静电微观不稳定性。在本文中,我们调查是否扰动磁场,这是与这种不稳定性在小,但有限的{β}值可以导致显着的随机磁场运输。以具有磁剪切的等离子体板中的撕裂宇称、长波长离子温度梯度(ITG)模为例,计算了当等离子体耗散由半碰撞电子模型给出时,在共振面处产生的扰动磁场的振幅。由此产生的随机场运输的估计,并与由于ITG模式的ExB运输的估计进行比较。
2013-07-05 physics.plasm-ph
Effects of the applied fields' strength on the plasma behavior and processes in ExB plasma discharges of various propellants: I. Electric field
本文利用降阶PIC方案研究外加电场和磁场强度对二维径向-方位角配置下氙、氪、氩无碰撞ExB等离子体放电的影响,发现电场强度决定了由MTSI或ECDI主导的两种不同等离子体状态,并导致电子电流密度径向分布和温度各向异性的变化。
2023-09-10 physics.comp-ph physics.plasm-ph
Verification of the generalized reduced-order particle-in-cell scheme in a radial-azimuthal ExB plasma configuration
在这篇文章中,我们提出了一个深入的验证广义静电降阶粒子在细胞(PIC)计划中的交叉电场和磁场配置代表的径向方位角部分的霍尔推力器。模拟的设置遵循一个完善的基准案例。这项工作的主要目的是证明,我们的新的PIC方案可以可靠地解决复杂的二维动力学和相互作用的等离子体不稳定性的径向方位角坐标的霍尔推力器在一小部分的计算成本相比,全二维PIC代码。为此,我们首先提出了我们新开发的全二维PIC代码的基准测试。接下来,我们提供了一个概述的降阶PIC方案和由此产生的“准2D”代码,指定的准2D PIC的降阶的程度是定义在“区域”的数量沿模拟的方向用于划分计算域。我们比较了准二维模拟的预测在各种近似度的二维问题对我们的全二维模拟结果。我们发现,通过增加Q2 D模拟中的区域数量,准2D结果收敛到2D结果。尽管如此,我们还强调,一个准2D模拟,提供了一个因素的5减少计算成本解决了基本的物理过程中几乎无法区分的方式相对于全2D模拟,并招致最大误差只有约10%的离子数密度和约5%的电子温度。
2022-11-29 physics.comp-ph physics.plasm-ph
Capturing Secondary Kinetic Instabilities in Three-Dimensional Dayside Reconnection Using an Improved Gradient-Based Closure
Princeton University(普林斯顿大学);Princeton Plasma Physics Laboratory(普林斯顿等离子体物理实验室)
本研究利用改进的梯度基闭合模型,通过模拟2015年MMS事件,提升了对三维日侧重联中二次动能不稳定性及湍流生成的捕捉能力。
2026-02-18 physics.plasm-ph
Non-linear Waves and Instabilities Leading to Secondary Reconnection in Reconnection Outflows
重新连接流出是最近从现场观测和模拟中得到密切关注的领域。这些区域是各种不稳定性和强烈能量交换的宿主,通常甚至优于主要的重联部位。我们在这里报告的一些结果来自模拟调查。首先,观察到流出变得不稳定漂移不稳定。第二,这些不稳定性导致二次重联位点的形成。第三,次级过程负责大的能量交换和粒子交换。最后,粒子分布函数被修改为非麦克斯韦分布函数,并包括多个相互渗透的种群。
2018-08-26 astro-ph.EP physics.plasm-ph physics.space-ph
Stochastic ion and electron heating on drift instabilities at the bow shock
对垂直弓形激波内部波含量的分析表明,离子加热与低杂波漂移(LHD)不稳定性有关,电子加热与电子回旋漂移(ECD)不稳定性有关。这两个过程都代表了由电子回旋半径尺度上的电场梯度引起的随机加速,这两种不稳定性产生。随机加热是一种单粒子机制,其中大梯度打破绝热不变量并使粒子暴露于直流场和波场的直接加速。加速度由函数$χ= m_iq_i^{-1} B^{-2}$ div($\mathbf{E}$)控制,该函数表示用于电磁场和粒子之间的能量转移过程以及局部电荷非中性的测量的一般诊断工具。识别是利用磁层多尺度航天器(MMS)获得的多点测量结果进行的。LHD不稳定性的来源是离子的抗磁漂移,而ECD不稳定性的来源是电子的ExB漂移。霍尔离子推力器的ECD不稳定性的实验室诊断的结论是支持的。
2020-05-17 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
Investigation of Langdon effect on the nonlinear evolution of SRS from the early-stage inflation to the late-stage development of secondary instabilities
在激光辐照等离子体中,兰登效应会产生超高斯电子能量分布函数(EEDF),对受激后向拉曼散射(SRS)产生重要影响。本文采用三波模型模拟和Vlasov-Maxwell模拟方法,研究了在高、低强度激光驱动下,超高斯EEDF对等离子体受激喇曼散射(SRS)非线性演化的影响。在SRS演化的早期阶段,研究发现除了电子俘获产生的动力学效应[Phys. Plasmas 25,100702(2018)],兰登效应还可以显著拓宽SRS绝对增长的参数范围,在一定的参数范围内,兰登效应大大缩短了绝对SRS达到饱和的时间。在受激喇曼散射的后期,当电子等离子体波衰减为束声模、再散射和朗缪尔衰减不稳定性等二次不稳定性变得重要时,兰登效应可以通过影响二次过程来影响受激喇曼散射的反射率。了解朗顿效应对受激喇曼散射的非线性演化和饱和的影响,将有助于更好地理解和预测惯性约束聚变中的受激喇曼散射。
2022-01-19 physics.plasm-ph
Secondary drift-driven instabilities in the presence of a parallel-propagating electromagnetic ion cyclotron wave and cold multi-component ions
University of California San Diego(加州大学圣地亚哥分校);Los Alamos National Laboratory(洛斯阿拉莫斯国家实验室);Space Science Institute(太空科学研究所);University of Helsinki(赫尔辛基大学)
通过全动力学粒子模拟和线性理论,研究平行传播EMIC波驱动的次级不稳定性对冷等离子体的影响,发现次级波在低振幅下仍存在,并导致冷质子和氧离子的各向异性加热。
2026-06-11 physics.plasm-ph physics.space-ph
Simulating the nonlinear interaction of relativistic electrons and tokamak plasma instabilities: Implementation and validation of a fluid model
为了模拟托卡马克聚变等离子体中的破裂,提出了一个描述相对论逃逸电子演化及其与背景等离子体相互作用的流体模型。该模型的总体目标是自洽地描述失控电子(RE)和等离子体不稳定性在破坏过程中的非线性耦合演化。在这个模型中,逃逸电子被认为是一个单独的流体物种,其中初始种子是通过Dreicer源产生的,最终通过雪崩机制生长(可以很容易地添加其他相关的源机制)。逃逸电子的平流被认为主要是沿着场线,但也考虑到ExB漂移。该模型是在非线性磁流体动力学(MHD)代码JOREK的基础上Bezier有限元,电流耦合到热等离子体。基准的代码与一维逃逸电子代码GO是使用人工热淬火圆形等离子体。作为第一个演示,该代码适用于在ITER等离子体的轴对称冷垂直位移事件的问题,揭示显着不同的动态计算的情况下,没有失控的电子之间。虽然它是不可行的,以实现完全现实的逃逸电子速度接近光速的缓慢演变的等离子体不稳定性的完整模拟,代码被证明是适合于研究各种MHD的MHD-RE相互作用的MHD活性和中断相关的等离子体。
2019-06-28 physics.plasm-ph
Magneto-Hydrodynamic Simulations of Pedestal Instabilities for Tokamak Plasmas with Different Ion Masses
本文利用JOREK扩展MHD模拟研究了ASDEX Upgrade H模台基不稳定性的同位素效应,发现离子质量变化影响较小且无法重现JET实验差异,表明需引入小尺度湍流等效应。
2024-08-08 physics.plasm-ph
Fast Reconnection in High-Lundquist-Number Plasmas Due to Secondary Tearing Instabilities
大尺寸系统中的薄电流片超过临界值的Lundquist数是不稳定的超Alfvenic撕裂不稳定性。增长最快的不稳定性的增长率相对于伦德奎斯特数的缩放示出遵循从经典的撕裂模式的色散关系。由于这种不稳定性,该系统实现了一个非线性的重连率,似乎是弱依赖于Lundquist数,并大于Sweet-Parker率的数量级(对于考虑的Lundquist数的范围)。这种快速重联的制度似乎是可实现的动态和高度不稳定的薄电流片,而不需要电流片是湍流。
2009-09-10 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
Understanding cold electron impact on parallel-propagating whistler chorus waves via moment-based quasilinear theory
University of California San Diego(加州大学圣地亚哥分校);Los Alamos National Laboratory(洛斯阿拉莫斯国家实验室);Space Science Institute(太空科学研究所)
本文通过动量基准准线性理论研究冷电子对平行传播哨鸣波的影响,揭示二次不稳定性在能量传输中的作用及对磁层内波振幅的限制。
2026-03-02 physics.comp-ph physics.plasm-ph physics.space-ph
Secondary Electron-Only Reconnection Driven by Large Scale Ion-Coupled Reconnection and Electron Kelvin-Helmholtz Instabilities in Hybrid Simulations of Solar Wind Turbulence
Universidad de Chile(智利大学);University of Wisconsin-Madison(威斯康星大学麦迪逊分校);Università di Pisa(比萨大学);Northumbria University(诺森比亚大学)
研究通过混合模拟探讨了日冕风湍流中由大尺度离子耦合重联和电子凯尔文-赫姆霍兹不稳定性驱动的二次电子仅重联机制,揭示了其在亚离子尺度的形成过程及能量耗散作用。
2026-05-11 physics.plasm-ph physics.space-ph
Measurements of the energy distribution of electrons lost from the minimum B-field -- the effect of instabilities and two-frequency heating
ECR离子源(ECRIS)的进一步发展需要更深入地了解基础物理。电子能量分布(EED)是ECRIS性能的关键,但仍不清楚的主题之一。利用一种成熟的测量ECRIS磁约束等离子体轴向逃逸电子EED的技术,研究了等离子体约束不稳定模式下,即存在动力学不稳定时的EED。在JYFL加速器实验室用室温14 GHz ECRIS记录了脉冲和CW放电的实验数据。测量的重点是观察EED从稳定和不稳定等离子体中逃逸的差异。有人发现,非线性现象改变电火花放电显着。电子损失在两个不稳定的制度和双频加热抑制不稳定性增强。早先已经表明,双频加热提高了ECRIS的性能,这可能是由于抑制了不稳定性。我们报告所观察到的变化,在EED引入的次级频率在不同的制度,包括非共振条件下的次级频率低于满足冷电子在磁场最小的共振条件的最低频率。最后,我们提出了一种实验方法的定性评价的能量分布的电子限制在磁阱中使用的方法,测量损失的电子的能量分布在脉冲操作的离子源的等离子体衰减。
2019-12-10 physics.plasm-ph
Secondary fast reconnecting instability in the sawtooth crash
本文考虑了电阻效应和电子惯性效应共同作用下薄电流片中的磁重联。当电流片是由内部扭结型的一次不稳定性产生时,二次不稳定性的分析表明,重联在比一次不稳定性特征时间短得多的时间尺度上进行。在托卡马克碰撞的情况下,非碰撞物理在伦德奎斯特数大于S ~(R/d_e)^{12/5}时就变得很重要,这与托卡马克的大半径R和电子趋肤深度d_e有关。该值通常在当今的设备中实现。当碰撞性进一步降低时,特征速率增加,当主不稳定性接近无碰撞区域时,特征速率接近Alfvénic值。
2016-03-09 physics.plasm-ph
Ion-electron instabilities in the precursor of weakly magnetized, transrelativistic shocks
本文研究弱磁化跨相对论无碰撞激波前驱区中的离子-电子不稳定性,揭示静电预加热可突破冷重子负载限制并促进大尺度成丝模式增长。
2024-07-24 astro-ph.HE physics.plasm-ph
Sensitivities of electron-scale core transport in MAST Upgrade
Princeton Plasma Physics Laboratory, Princeton University(普林斯顿等离子体物理实验室,普林斯顿大学);Gridfire Inc(Gridfire公司)
本研究通过局域回旋动理学分析,考察了MAST-U中L模和H模等离子体对电子温度梯度和ExB剪切的ETG模输运敏感性,发现ETG湍流在L模外芯区可主导电子热输运,但在H模中作用有限。
2026-09-15 physics.plasm-ph
Role of explosive instabilities in high-$β$ disruptions in tokamaks
在托卡马克高$β$破裂的非线性磁流体动力学计算中,证明了膨胀指的内爆生长。爆炸指由理想的不稳定n=1模式形成,由m/n=2/1分量主导。四极几何的2/1扰动压力场提供了一个通用的机制,形成的初始气球手指和随后的过渡,从指数到爆炸性增长,而不依赖于二次过程。热等离子体从核心的爆炸性喷射和磁场的随机化发生在阿尔夫温克时间尺度中,解释了先驱振荡的极快增长和某些高$β$破裂中热猝灭的快速性。
2016-03-03 physics.plasm-ph
Secondary Whistler and Ion-cyclotron Instabilities driven by Mirror Modes in Galaxy Clusters
本文利用全动力学PIC模拟研究星系团内介质中镜像不稳定性非线性阶段,发现高β条件下低磁场区会伴随激发哨声波与离子回旋波,并调控离子压力各向异性。
2023-09-28 astro-ph.CO astro-ph.HE physics.plasm-ph
Secondary small-scale dynamics of a Rayleigh-Taylor unstable solar prominence
KU Leuven(荷语鲁汶大学);European Space Agency (ESA)(欧洲空间局)
本文通过高分辨率2.5维磁流体模拟研究太阳暗条中瑞利-泰勒与开尔文-亥姆霍兹不稳定性相互作用驱动的次级小尺度动力学及磁重联,发现模拟活动集中于热日冕而非冷暗条物质,提示现有模型缺少关键物理要素。
2025-11-06 astro-ph.SR physics.flu-dyn physics.plasm-ph
Impact of Temperature-dependent resistivity and thermal conduction on plasmoid Instabilities in current sheets in the solar corona
在本文中,我们调查,通过二维磁流体动力学模拟,随温度变化的电阻率和热传导的发展等离子体团不稳定性的影响,在重新连接电流片在太阳日冕。我们发现,在电流片区域的等离子体温度随时间的增加,它变得大于在流入区。随着次级磁岛的出现,最高温度并不总是出现在重联$X$点,而是出现在次级磁岛内部。各向异性热传导的效应之一是降低重新连接的$X-$点的温度,并将热量传递到$O-$点,即等离子体团,在那里它被捕获。在与温度相关的磁扩散率,$η\sim T^{-3/2}$的情况下,在$X-$点的等离子体温度的降低导致:(i)增加的磁扩散率,直到磁扩散的特征时间变得可比的热传导;(ii)增加的重联率;和,(iii)更有效地将磁能转化为体运动的热能和动能。这些结果进一步解释了在耀斑和日冕物质抛射期间看到的磁能迅速释放为热能和动能的现象。在这项工作中,我们表明,考虑各向异性的热传导和斯皮策型,温度依赖的磁扩散率,在真正的太阳日冕,是至关重要的解释发生快速重联在太阳爆发。
2013-08-12 astro-ph.SR physics.plasm-ph
Marginal Role of the Electrostatic Instability in the GeV-scale Cascade Flux from 1ES 0229+200
针对耀变体1ES 0229+200 GeV级级联通量缺失问题,本文定量评估静电不稳定性对次级伽马射线到达时间的影响,发现其延迟不足以解释级联缺失,说明静电不稳定性在该过程中作用有限。
2024-12-02 astro-ph.HE physics.plasm-ph
Profile measurements in the plasma edge of MAST using a ball pen probe
用圆珠笔探针(BPP)技术成功地测量了巨磁球形托卡马克(MAST)等离子体电势、电子温度和径向电场的分布。由BPP测得的电位分布示出显着不同的浮动电位在极性和剖面形状。结合BPP势和浮动势可以测量电子温度,并与汤姆逊散射(TS)诊断进行了比较。当在浮动电位中考虑次级电子发射时,两种诊断之间获得了极好的一致性。从BPP分布的径向电场的估计被提取,这被示出为约1 kV/m的顺序,并随着等离子体电流增加。对BPP测量的校正,受TS比较的约束,将不确定性引入ER测量。不确定性在分界线内的电场阱中最为显著。电场用于从ExB运动估计环向和极向旋转速度。本文进一步论证了圆珠笔探针在托卡马克边界等离子体中进行有价值的重要测量的能力。
2014-11-26 physics.plasm-ph
Suppression of turbulence and subcritical fluctuations in differentially rotating gyrokinetic plasmas
已知微分旋转可以抑制聚变等离子体中的线性不稳定性。然而,即使在没有增长的本征模,亚临界波动,增长瞬态可能导致持续的湍流。在这里被认为是一个垂直ExB速度剪切的存在下,由平行的速度梯度(PVG)和离子温度梯度(ITG)驱动的静电波动的瞬态增长。最大限度地简化情况下的零磁剪切处理的框架内的局部剪切盒。没有线性增长的本征模,所以所有的激励都是瞬态的。初始扰动的最大放大因子和相应的波数作为q/ε(=安全因子/长宽比)、温度梯度和速度切变的函数计算。分析结果证实和补充线性陀螺动力学数值试验。对于足够低的q/ε值(在我们的模型中<7),完全抑制离子尺度湍流的区域是可能的。对于湍流不被抑制的情况下,一个基本的启发式理论的亚临界PVG湍流导致缩放的相关离子热通量与q,ε,速度剪切和温度梯度的建议,有人认为,运输是刚性比ITG制度。
2011-11-21 nlin.CD physics.plasm-ph
Self-mediation of runaway electrons via self-excited wave-wave and wave-particle interactions
University of Maryland, College Park(马里兰大学帕克分校);Los Alamos National Laboratory(洛斯阿拉莫斯国家实验室);School of Nuclear Science and Technology, University of Science and Technology of China(中国科学技术大学核科学技术学院);School of Computational Science and Engineering, Georgia Institute of Technology(佐治亚理工学院计算科学与工程学院)
本研究通过自激发波波和波粒相互作用,揭示了runaway电子在等离子体中非线性饱和过程中的自调解机制,显著降低了高能runaway电子电流。
2026-03-07 physics.plasm-ph
Energy loss of intergalactic pair beams: Particle-in-Cell simulation
正负电子对束分布函数的变化决定了TeV光子能否作为二次辐射产生GeV光子。我们将讨论双光束驱动的不稳定性。热质子-电子等离子体和电子-正电子束的系统是无碰撞的。因此,我们使用了Particle-in-Cell模拟方法。这是必要的,以改变物理参数,但增长率的顺序已被保留。我们能够表明,等离子体不稳定性可以恢复在粒子模拟,但它们对分布函数的影响是可以忽略不计的光束背景能量密度比通常发现耀变体。
2015-12-02 astro-ph.HE physics.plasm-ph
Two-dimensional simulations of nonlinear beam-plasma interaction in isotropic and magnetized plasmas
采用二维粒子模拟方法研究了低密度电子束与均匀等离子体的非线性相互作用。我们专注于形成相干相空间结构的情况下,当一个宽的二维波谱被驱动不稳定,我们还研究了这些结构的非线性演化是如何受到外部磁场。在各向同性等离子体的情况下,由于双流和倾斜不稳定性的综合影响的非线性建立的压缩模式被发现存在和二次不稳定性的增长机制破坏BGK-型非线性波被确定。在弱磁场中,束-等离子体相互作用非线性阶段,束激发等离子体波的能量主要流向平行于磁场传播的短波长上混杂波,而在强磁场中,谱能量则转移到斜向传播的静电哨声上。
2012-02-27 physics.plasm-ph
Modeling the dominance of the gradient drift or Kelvin-Helmholtz instability in sheared ionospheric E x B flows
研究表明,在非均匀电离层等离子体中的剪切$\mathbf{E}\times\mathbf{B}$流中,梯度漂移(GDI)或Kelvin-Helmholtz(KHI)不稳定性可能增长。这项工作研究的条件下,导致这些不稳定性之一,占主导地位的其他使用一种新的模式来研究本地化的电离层不稳定性。与中性粒子的碰撞效应在不稳定性发展中起着重要的作用。结果表明,在低碰撞度区,KHI占主导地位,在高碰撞度区,GDI占主导地位,并存在一个中间区域,其中两种不稳定性同时存在。对于低碰撞的情况下,其中的速度剪切是足够远的密度梯度,GDI被发现增长作为一个次要的不稳定性延伸的KHI涡。在速度切变的方向上包含中性风驱动的电场并不影响任一不稳定性的优势。利用经验电离层模式的数据,发现了两个高度极限,当高度超过上限时,KHI是主要的。对于低于下限的高度,GDI占主导地位。在中间区域,两种不稳定性一起增长。增加速度切变会使两个极限高度降低。这意味着,对于密度和速度梯度跨越很大高度范围的电离层现象,如极光下极化流,天基和地基观测仪器观测到的不稳定性可能有很大不同。
2021-04-13 physics.plasm-ph physics.space-ph
Detecting reconnection sites using the Lorentz Transformations for electromagnetic fields
我们采用重连的实用定义,以找到重连电场导致ExB漂移的位置,该漂移携带磁场的两个分量朝向它们的消除。考虑到这一点作为我们的目标,我们观察到,这样的位置可以找到使用一个新的指标:速度的洛伦兹变换,消除两个组成部分的本地磁场。偶然地,指示剂在磁场的两个分量消失的点附近自然地变为亚腔,并且在消失位置处为硬零。在其他任何地方,洛伦兹坐标系变化的速度都远远超过光速。这个特性可以在实践中快速应用,因为计算帧变化是一个本地操作,只需要本地磁场和电场的知识:它可以应用于模拟或现场仪器的观测数据。我们进一步表明,所确定的点可以分为6类,扩展通常类型的磁零的情况下,在存在一个引导场的三维重联。该方法是用来确定次级电子尺度的重联网站在一个高分辨率的大规模并行完全动力学粒子在细胞模拟的主要重联网站的湍流流出。发现了许多点,并报告了详细的分析。
2021-06-02 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
Kinetic plasma turbulence during the nonlinear stage of the Kelvin-Helmholtz instability
使用一个完整的动力学,隐式粒子在细胞的代码,iPiC 3D,我们研究了等离子体动力学湍流的性质,如会发现在低纬度的太阳风和地球磁层之间的界面在向北的时期。在这种情况下,在存在定向为大部分垂直于速度切变的磁场B的情况下,通过二次不稳定性、涡旋配对和非线性相互作用破坏开尔文-亥姆霍兹涡旋链来馈送湍流。我们发现,离子和电子惯性尺度之间的磁能谱级联,$d_i$和$d_e$,是在与卫星观测和其他以前的数值模拟一致,但是,在我们的情况下,频谱结束的峰值超出$d_e$由于发生较低的混合漂移不稳定性。电能谱受次级不稳定性的影响:异常电阻率,由低混合漂移不稳定性的发展,陡峭的频谱衰减,并根据B和剪切涡的对齐或反对齐,由于离子伯恩斯坦波的峰值可能占主导地位的频谱周围$d_i$。这些波由逆流流动结构产生,通过通量冻结也负责磁场的平面内分量的重连,其然后产生电子压力各向异性和电子分布函数的场对准分量的平坦化。
2014-12-03 astro-ph.EP physics.plasm-ph
JC-PIC: kinetic (PIC-MCC) simulation of lowtemperature plasmas with a documented library of one hundred test cases
CNRS Emeritus Senior Research Scientist, LAPLACE, CNRS, Université de Toulouse(法国国家科学研究中心退休高级研究员,拉普拉塞实验室,法国国家科学研究中心,图卢兹大学)
本文介绍免费 Windows 程序 JC-PIC,一个带并行引擎和图形界面的 1D3V 静电 PIC-MCC 代码,内置约百个文档化测试用例,其中半数复现已发表结果,其余与解析解比较,并展示六个代表性物理案例。
2026-09-15 physics.plasm-ph
Stagnation of electron flow by a nonlinearly generated whistler wave
对相对论电子束在高密度磁化等离子体中的输运进行了数值和理论研究。注入冷等离子体的电子束激发了韦伯和双流不稳定性,这些不稳定性加热了电子束并使其饱和。在没有施加磁场的情况下,加热的射束继续传播。然而,当沿光束传播方向施加特定强度的磁场时,会激发出偏角哨声模的二次不稳定性。然后这些模式非线性耦合,产生一个大振幅的平行传播哨声,停止光束。在这封信中,我们将详细地展示这些现象,并解释哨声介导的光束停滞的机制。
2016-08-31 physics.plasm-ph
Mapping the complete evolution of magnetic excitation in beam-plasma system driven by an ultra-intense, femtosecond laser
本文首次直接测量了超高强度激光固体靶等离子体中前向电流与回流电流相互作用引发的电磁束驱动不稳定性的飞秒时间尺度完整演化过程,弥补了以往仅依赖拉曼或布里渊散射等次级信号间接研究不稳定性的不足。
2023-10-31 astro-ph.SR physics.plasm-ph
Enhanced collisionless laser absorption in strongly magnetized plasmas
强磁化的等离子体增加了一系列在非磁化等离子体中不存在的波,并扩大了激光等离子体相互作用(LPI)的景观。在本文中,我们使用粒子模拟(PIC)来研究磁惯性聚变实验相关条件下一维强磁化LPI,重点关注电子-回旋频率大于等离子体频率且磁场相对于波矢量呈斜角的情况。我们表明,当电子回旋混合波频率约为激光频率的一半,激光共振衰减磁化等离子体波通过初级和次级不稳定性与大的增长率。这些不同的磁场控制的不稳定性,我们统称为双磁振子衰变,类似于非磁化等离子体中的双等离子体子衰变。由于额外的相位混合机制引入的倾斜磁场,大振幅磁化波的无碰撞阻尼基本上加宽了电子分布函数,特别是沿磁场的方向。在这个过程中,能量从激光器有效地转移到等离子体波,然后转移到电子,当存在强共振时,导致大的总吸收率。增强的激光能量吸收可以解释磁化激光内爆实验中观察到的比预期更热的温度,也可以用来开发更有效的激光驱动x射线源。
2022-09-12 physics.plasm-ph