晨昏起伏电场对中性片离子的随机加热

本文从哈密顿原理出发,讨论磁尾中性片中粒子受晨昏起伏电场的影响问题,并把它归结于讨论标准映射的性质.中性片本身是非线性系统,外加起伏场会导致其进入混沌状态.本文计算了进入该状态的临界电场E_c以及不同E下的粒子轨迹.计算表明,观测到的晨昏电场可以使离子进入混沌状态,但远小于电子的临界场值.这样离子运动是随机的,电子运动是规则的.仅对离子的随机加热可能是导致中性片中离子温度高于电子温度的原因.

等离子体片边界层处离子的随机加速

本文讨论宽频带静电噪声对等离子体片边界层处粒子的随机加速问题.计算表明:宽频带静电噪声会使离子轨道在相空间Poincare截面上一定范围内无规行走,该范围与扰动电场的振幅、频率和波矢有关;引起的离子随机加速使一部离子能获得较高的能量,在等离子体片参数下预计最大能量可达1000keV量级;对电子,随机效应不明显.该结果为等离子体片中高能离子的存在这一长时观测特性提供一种新的可能产生机制.

反转磁场处粒子运动分析

本文用解析方法分析了反转磁场位形中反转力线处粒子运动以及引导中心性质,从哈密顿函数出发,讨论了粒子在准势场中的束缚运动的特征以及x-px相空间上的周期性质;给出了引导中心坐标、绝热不变量、运动频率和漂移速度等物理量的表达式,从而描写了粒子二维运动图象。该工作为不稳定性理论和非线性动力学理论的进一步研究打下基础。

地球磁尾和磁层顶磁场变化的随机特性

本文讨论了平板模型下电阻不稳定性使磁力线由对称平衡状态进入随机状态的可能性;给出该模型下以(x,z)为正则坐标的哈密顿函数表达式;在Harris平衡磁场分布下分析了撕裂模不稳定性,驱动重联和涡旋诱发重联引起的磁力线随机特性;估计了两个磁岛相互作用时磁力线进入随机态的临界值.本文结果可用于讨论地球磁层顶和磁尾处磁场的性质.

反向场位形下的引导中心哈密顿函数

本文给出了反向场位形中场反向处引导中心哈密顿函数。在零级磁场线性近似下给出粒子运动及引导中心位置的精确解,分析了解的特性。小磁场注向分量对引导中心哈密顿函数的贡献由李变换方法求取。最后讨论了该哈密顿函数的性质并和数值结果作了比较。该理论可以用来研究带电粒子在行星际空间电流片、磁尾中性片以及实验室中反向场箍缩中的运动特性。

地球磁尾非绝热离子抗磁漂移不稳定性

<正> 磁层亚暴是日地物理多年来研究的基本问题之一,对它解释得最成功的是磁场重联理论。重联理论的前提是假设磁尾中性片中存在反常电阻(η_α～10~4Q·m),该反常电阻的起因至今仍是磁层物理尚未解决的一个难题。

梯度磁场中静电波引起的粒子随机运动

本文讨论了一般非均匀梯度磁场下任意方向传播的静电波引起粒子随机运动的非线性效应。用正则久期扰动理论给出包含粒子周期运动和波振荡之间非线性共振的哈密顿量。根据Chirikov岛重叠条件给出一般梯度磁场下粒子进入随机态的临界波幅值。分析表明,相对均匀磁场,在弱非均匀情形下,该临界值降低,意味着粒子更易进入随机态。

超强Caviton塌缩的一些数值模拟结果

强的波粒相互作用会导致等离子体进入强湍流状态,它的长时间演化涉及到天体、空间、聚变和激光等离子体等诸方面,是目前最热门的课题之一。70年代初,Zakharov预计Langmuir波能的空间塌缩形成Caviton结构在强湍态等离子体中起着重要作用。

磁尾中性片处一种反常电阻机制

本文在平板模型近似下探讨了磁尾中性片非绝热离子逆磁漂移不稳定性及其反常电阻。该不稳定性是由非绝热离子逆磁漂移激发的,非绝热离子的轨道漂移共振大大增强了不稳定性强度。相应的反常电阻率为10~4(Q·m)量级,与触发磁尾磁场重联所需电阻值相近。