Нелинейный механизм генерации нижнегибридных волн в космической плазме

Рубрика: 
Космическая и атмосферная физика
Юхимук, АК, Федун, ВН, Юхимук, ВА, Фалько, ОГ, Сиренко, ЕК
Косм. наука технол. 1998, 4 ;(5):41–45
https://doi.org/10.15407/knit1998.05.041
Язык публикации: русский
Аннотация: 
Предложен новый нелинейный механизм генерации кинетических альвеновских волн (КАВ) и нижнегибридних волн (НГВ) в однородной замагниченной плазме с малым плазменным параметром (β = 8πnT / B0 2<1). Как механизм генерации рассмотрена параметрическая неустойчивость, где волной накачки является вистлеровська мода. На основе двужидкостной магнитной гидродинамики получено нелинейное дисперсионное уравнение для КАВ и НГВ. С комбинации этих двух уравнений получено нелинейное дисперсионное уравнение, описывающее триволновое взаимодействие. Получено инкремент неустойчивости и пороговое значение для амплитуды волн накачки. Показано, что учет кинетических эффектов в альвеновских волнах (конечности ларморовского радиуса ионов и инерционной электронной длины) существенно влияет на параметрическое взаимодействие волн. Известно, что вистлеривськие моды используются для дополнительного нагрева плазмы. Идея нагрева плазмы с помощью параметрического распада состоит в том, чтобы передать энергию плазме (накачать энергию с помощью волн). Оказывается, что часто продукты распада волн накачки могут эффективнее поглощаться плазмой, чем волна накачки. Так, КАВ эффективно взаимодействуют с частицами плазмы и нагревают ее. НГВ эффективно взаимодействуют с ионами и увеличиват их перпендикулярную к внешнему магнитному полю энергию. Они могут быть ответственными за ускорение тяжелых ионов. Полученные нами результаты используются для анализа экспериментальных данных в космической плазме.
Ключевые слова: атмосферная физика, космическая плазма, механизмы генерации волн
 
Полный текст (PDF)
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.