Эффекты циклотронных солитонов

ЭФФЕКТЫ ЦИКЛОТРОННЫХ СОЛИТОНОВ [c.90]

Первый шаг для изучения сильно нелинейных циклотронных волн — вьшод упрощенных уравнений, учитывающих лишь основные линейные и нелинейные эффекты. В ленгмюровских волнах вследствие определяющей зависимости ленгмюровской частоты от плотности плазмы основным механизмом, приводящим к обсуждавшимся выше сильно нелинейным эффектам, таким как коллапс волн или образование солитонов, является формирование ям плотности в области локализации волнового пакета. Частота циклотронных волн зависит в основном от внешнего магнитного поля. Поэтому, как показано в [4.11], основным нелинейным механизмом, определяющим поведение циклотронных волн, является образование ям постоянного магнитного поля в области локализации циклотронных волн. [c.69]

Обсудим кратко возможные кинетические эффекты в плазме, вызываемые появлением циклотронных солитонов, в случае, когда давление плазмы меньше давления постоянного магнитного поля. Поскольку ВЧ-давление в солитоне уравновешивается магнитным давлением, а не давлением плазмы, то первое может приблизиться к давлению плазмы или даже превысить его. Выталкивание плазмы из солй-тона может задержаться из-за большой его длины вдоль магнитного поля, а также из-за продольной неоднородности магнитного поля (образования магнитных пробок). Способность циклотронных волн к самолокализации в виде солитонов дает возможность достижения большой плотности волновой энергии. Это, возможно, наблюдалось в экспериментах по ВЧ-нагреву плазмы в виде уширения спектральных линий излучения из плазмы [4.28]. Значительная плотность энергии колебаний электрического поля в солитоне может приводить к нагреву и аномальному сопротивлению. При этом энергия колебаний солитонного электрического поля посредством циклотронного резонанса переходит в поперечную кинетическую энергию захваченных электронов или ионов. Возможно, Что такой механизм объясняет появление частиц с большой поперечной энергией, зарегистрированных в режимах с убегающими электронами [4.4]. [c.90]

Возмущения в мелкой вращающейся воде аналогичны низкочастотным возмущениям в плазме, локализованным поперек магнитного поля. Если частота таких возмущений значительно меньше частоты Кориолиса или циклотронной частоты, то они могут распространяться в поперечном направлении только при наличии неоднородности или нелинейности. В решениях типа ЛР (5.44) скорость распространения в бсновном обусловлена нелинейными эффектами. Это следует из того, что такие решения могут существовать как в неоднородной, так и в однородной среде. То, что они локализованы экспоненциально, указывает на их сходство с солитонами. Однако нет прямой аналогии с солитонными решениями УКдФ и УКП. Качественное отличие состоит в том, что в первом случае амплитуда колебаний скорости 5v больше скорости распространения и(а = 8v/u > 1), а в последнем - много меньше (а < 1). Но несмотря на то, что а > 1, решения ЛР характеризуют малые возмущения, поскольку в них относительная амплитуда возмущения давления мала. Эта малость существенно использовалась при выводе уравнений (5.24)—(5.26) в геострофическом приближении. Чтобы иметь критерий для установления на эксперименте, является ли данное возмущение солитоном или нет, необходимо определить понятие длины дасперсии (экранировки) и времени дисперсионного расплывания в мелкой быстро вращающейся воде. Для этого перепишем уравнение Чарни—Обухова (5.26) в форме [c.104]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...