Новый класс токовых слоев и филаментов с анизотропным и немаксвелловским распределенм частиц в бесстолкновительной плазме В.В.Кочаровский, Вл.В.Кочаровский, В.Ю. Мартьянов
Введение. Физический смысл известных решений Постановка задачи и идея новых решений Одномерные слои. Аналоги слоя Харриса Масштабное преобразование Цилиндрически симметричные филаменты Заключение Содержание
Токовый слой Харриса и его обобщения Harris, 1962 Fadeev et al., 1965 Kan, 1973 Manakova et al., 2000 Brittnacher and Whipple, 2002 Schindler and Birn, 2002 Yoon and Lui, 2005
Физический смысл известных решений Баланс сил:
Zelenyi et al, Geophys. Research Lett., 33, L05105, 2006
Исходные кинетические уравнения для стационарных нейтральных конфигураций
Интегралы движения частицы
Schindler & Birn, 2002 Нелинейные потенциальные волны в одномерной плазме без магнитного поля: Bernstein, Greene, Kruskal, 1957
Плоские токовые слои Факторизация функции распределения частиц
d = 2: Общее решение Простейшие примеры токовых слоев
Экранированный токовый слой (d=3)
Произвольный профиль потенциала Грэда-Шафранова
Пара токовых слоев (d=4)
Изолированный токовый слой (d=-1)
Распределение одинаково во всех точках с точностью до множителя Случай нетривиального распределения по поперечным энергиям
Гармоническое решение
Масштабное преобразование для слоев типа Харриса
Масштабное преобразование
Цилиндрически симметричные решения d = 2: функции Бесселя
Экранированный токовый филамент (d=3)
Потенциал Грэда-Шафранова и эффективное затухание
Ток Альфвена и соотношение гирорадиуса и радиуса филамента
Токовый филамент (d = -1)
Заключение Получено уравнение типа Грэда-Шафранова для токовых слоев и филаментов в бесстолкновительной плазме и найдено явное выражение для входящего в него потенциала. Аналитически найден широкий класс стационарных конфигураций магнитного поля и тока в анизотропной бесстолкновительной релятивистской плазме. Исследованы типичные особенности токовых слоев и филаментов, представляющие интерес для объяснения свойств самосогласованных структур в астрофизической плазме. Квазиадиабатическая эволюция токовых слоев и филаментов