Z Plazmawiki
Skocz do: nawigacja, szukaj
Wiry niestabilności diokotronowej, sfotografowane na ekranie fluorescencyjnym.
Loki zorzowe, pokazujące niestabilności Kelvina-Helmholtza, przypisywane czasem niestabilnosci diokotronowej. Źródło: Trond Trondsen / Institute for Space Research, Calgary, Canada.[1]

Niestabilność diokotronowa (zwana również poślizgową niestabilnością plazmy) jest jedną z najbardziej wszechobecnych niestabilności w nieobojętnej plazmie o niskiej gęstości ze ścięciem w niskiej prędkości, ...[która może]... wystąpić propagacji nieobojętnych wiązek i warstw elektronów.[2] [3] Może ona powodować wiry elektronów[4], które przypominają niestabilność Kelvina-Helmholtza i następuje, kiedy neutralność nie jest lokalnie spełniona.[5] Określenie diokotronowa pochodzi z greckiego διωκειν, co znaczy gonić.[5]

Występowanie

Zorza polarna

Choć zwykle przypisywana niestabilności Kelvina-Helmholtza[6], niestabilność diokotronowa powiązana jest z zorzą (w której nazywana jest zorzowymi frędzlami lub wirami), czego mechanizm zaproponował Hannes Alfvén w 1950.[5][7]

Zobacz obrazek po prawej.

Ramiona galaktyk

Ramiona galaktyk (np. NGC 3646) są podatne na niestabilności diokotronowe.[8] W symulacji powstawania galaktyk, Peratt zauważył:

Ponieważ Ez jest poza płaszczyzną strony, kolumna elektronów spiraluje w dół w ruchu przeciwnym do wskazówek zegara, podczas gdy kolumna jonów spiraluje odwrotnie. W każdym ramieniu występuje również indukowany polaryzacją rozdział ładunków, który, rozrzedzając się, produkuje radialne pole elektryczne poprzez ramię. Z powodu tego pola, ramię jest podatne na niestabilność diokotronową. Niestabilność ta występuje jako falowy ruch w każdym ramieniu.[9]

Pulsary

Niestabilność diokotronowa została również powiązana z elektrosferą pulsarów.[10]

Fale korony slonecznej

Niedawno odkryte w koronie słonecznej fale[11] przypisywane są niestabilności Kelvina-Helmholtza, gdyż ponieważ plazma korony jest uważana za elektrycznie obojętną[12].

Przypisy

  1. Trond Trondsen / Institute for Space Research, Calgary, Canada. See also.
  2. Ronald C. Davidson, "Physics of Nonneutral Plasmas", Published 2001, Imperial College Press, 750 pages, ISBN 1860943039 (page 289) ACADEMIC BOOK
  3. R. H. Levy, "Diocotron Instability in a Cylindrical Geometry" Phys. Fluids 8, 1288 (1965); DOI:10.1063/1.1761400 PEERREVIEWED
  4. Mikhail V. Nezlin, "Physics of Intense Beams in Plasmas", translated by E. W Laing and Vitaly I. Kisin, published 1993, CRC Press, ISBN 0750301864 (page 142) ACADEMIC BOOK
  5. 5,0 5,1 5,2 Anthony L. Peratt, Physics of the Plasma Universe Ch.1 Cosmic Plasma Fundamentals, 1.7.3 The Diocotron Instability, p.29 (1992) ACADEMIC BOOK
  6. T. S. Trondsen and L. L. Cogger "Fine-scale optical observations of Aurora", Physics and Chemistry of the Earth, Part C: Solar, Terrestrial & Planetary Science, Volume 26, Issues 1-3, January 2001, Pages 179-188. See also papers by T. Hallinan, Refs 36-39
  7. Hannes Alfvén, Cosmical Electrodynamics (1950) International Series of Monographs on Physics, Oxford: Clarendon Press, 1950 ACADEMIC BOOK
  8. Anthony L. Peratt, Physics of the Plasma Universe Ch.3 Biot-Savart Law in Cosmic Plasma (1992) ACADEMIC BOOK
  9. Charles M. Snell and Anthony L. Peratt, "Rotation Velocity and Neutral Hydrogen Distribution Dependency on Magnetic Field Strength in Spiral Galaxies" FULL TEXT, Astrophysics and Space Science 227 (May 1995)], Proceedings Second IEEE International Workshop on Plasma Astrophysics and Cosmology (10-12 May 1993). (1995) PEERREVIEWED
  10. J. Pétri, "Relativistic stabilisation of the diocotron instability in a pulsar "cylindrical" electrosphere", Astronomy & Astrophysics, 469, 843-855 (2007) DOI: 10.1051/0004-6361:20066985 PEERREVIEWED
  11. "NASA's Solar Dynamics Observatory Catches "Surfer" Waves on the Sun", 06.07.11
  12. Prof. Leon Ofman, private communication, 20 June 2011