Нелінійний механізм генерації нижньогібридних хвиль в космічній плазмі
Рубрика:
| Юхимук, АК, Федун, ВМ, Юхимук, ВА, Фалько, ОГ, Сіренко, ОК |
| Косм. наука технол. 1998, 4 ;(5):41–45 |
| https://doi.org/10.15407/knit1998.05.041 |
| Мова публікації: російська |
Анотація: Запропоновано новий нелінійний механізм генерації кінетичних альвенівських хвиль (КАХ) та нижньогібридних хвиль (НГХ) у однорідній замагніченій плазмі з малим плазмовим параметром (β =8πnT/B0 2<1). Як механізм генерації розглянута параметрична нестійкість, де хвилею накачки є вістлеровська мода. На основі дворідинної магнітної гідродинаміки отримано нелінійне дисперсійне рівняння для КАХ та НГХ. З комбінації цих двох рівнянь отримано нелінійне дисперсійне рівняння, яке описує трихвильову взаємодію. Отримано інкремент нестійкості і порогове значення для амплітуди хвиль накачки. Показано, що врахування кінетичних ефектів в альвенівських хвилях (скінченності ларморівського радіуса іонів та інерційної електронної довжини) суттєво впливає на параметричну взаємодію хвиль. Відомо, що вістлерівські моди використовуються для додаткового нагрівання плазми. Ідея нагрівання плазми за допомогою параметричного розпаду полягає в тому, щоб передати енергію плазмі (накачати енергію за допомогою хвиль). Виявляється, що часто продукти розпаду хвиль накачки можуть ефективніше поглинатися плазмою, ніж хвиля накачки. Так, КАХ ефективно взаємодіють з частками плазми і нагрівають її. НГХ ефективно взаємодіють з іонами та збільшують їхню перпендикулярну до зовнішнього магнітного поля енергію. Вони можуть бути відповідальними за прискорення важких іонів. Отримані нами результати використовуються для аналізу експериментальних даних в космічній плазмі.
|
| Ключові слова: атмосферна фізика, космічна плазма, механізми генерації хвиль |
References:
1. Сажин С. С. Естественное радиоизлучение в магнитосфере Земли. — М.: Наука, 1982.—155 с.
2. Юхимук А. К., Федун В. Н., Юхимук В. А. и др. Нелинейное взаимодействие альвеновских и ионно-звуко-вых волн в магнитоактивной плазме // Космічна наука і технологія.—1996.—2, № 3/4.—С. 44—48.
3. Barrington R. E., Berlose G. S. Preliminary results from the very-low-frecuency reciver on board Canadas Alouette satellite // Nature.—1963.—198.—P. 651—656.
4. Bell T. F., Inan U. S., Lauben D., et al. DE-1 and COSMOS 1809 observations of lower hybrid waves excited by VLF whistler mode waves // Geophys. Res. Lett.—1994.—21, N 8.—P. 653—656.
5. Berger R. L., Chen L. Exitation of fast waves by slow waves near the lower-hybrid frecuency // Phys. Fluids.—1976.— 19.—P. 1392—1399.
6. Brice N. M., Smith R. L. Recordings from satellite Alouette-2-A very low frecuency plasma resonance // Nature.—1964.— 203.—P. 926—927.
7. Bujarbarua S., Shukla P. K. Exitation of ULF and VLF waves in the ionosphere // Planet Space Sci. —1980.—28.— P. 1051 — 1058.
8. Gurnett D. A. A satellite study of VLF hiss // J. Geophys. Res.—1966.—71, N 23.—P. 5599—5615.
9. Guha S., Sarkar R. Parametric decay of a whistler wave at the difference frecuency of two electromagnetic waves in a plasma // J. Plasma. Physics.—1991.—47, N 1.—P. 115—123.
10. Leyser Т. В. Parametric interaction between hybrid and low hybrid waves in heating experiments // Geophys. Res. Lett.— 1991.—18, N 3.—P. 408—411.
11. Murtaza G., Shukla P. K. Nonlinear generation of electromagnetic waves // J. Plasma Phys.—1984.—31.—P. 423—436.
12. Scarf F. L., Fredrics R. W., Smith E. J. et al. OGO-5 observations of LHR noise emissions and wistlers near the plasmapause at several Earth radii during a large magnetic storm // J. Geophys. Res.—1972.—77, N 10.—P. 1776— 1793.
13. Shukla P. K., Stenflo L. Nonlinear Alfven waves // Physica Scripta.—1995.—60.—P. 32—35.
14. Shukla P. K., Mamedow M. A. Nonlinear decay of a propagating lower-hybrid wave in a plasma // J. Plasma Physics.— 1978.—19, N L—P. 87—96.
15. Stenflo L. Simulated scattering of large amplitude waves in the ionosphere // Physica Scripta.—1990.—30.—P. 166—169.
16. Yukhimuk A. K., Kotsarenko N. Ya., Yukhimuk V. A. Nonlinear interaction of Alfven waves in solar atmosphere // Stydy of the Solar-Terrestrial system: Proc. 26th ESLAB Symp. Killarny, 16—19 June 1992. — Noordwijk, 1992.—P. 337—341.