Bistream instability

• Autorzy: Flitti Aicha

Identyfikatory

DOI

10.15199/48.2024.08.52

Warianty tytułu

PL

Niestabilność dwustrumieniowa

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Research work in question is devoted to the study of the motion of a particle in a highly ionized plasma. For the simulation, we used the PIC method (Particle In Cell) considered to be the first method to have been developed historically for the simulation of the Vlasov Maxwell or Vlasov Poisson equations. The Particle-in-Cell (PIC) method is a numerical technique used to simulate the behaviour of charged particles (such as electrons and ions) in electromagnetic environments, such as plasmas and electron beams. This method is commonly used in plasma physics, particle beam simulation and other areas of physics where the interactions between charged particles and electromagnetic fields are crucial. The ESW are observed in satellite electric field waveform data as isolated sinusoids, i.e. as unipolar pulses (a positive electric field peak or a negative electron field peak), bipolar pulses (a single-cycle wave with a positive electron field peak followed by a negative peak, or vice versa) and tripolar pulses (a continuous wave composed of two positive electron field peaks with an intermediate negative peak, or vice versa). By their very nature as isolated pulses observed in waveform data, they are classified as non-linear waves. The one-dimensional electrostatic particle simulations we have performed involve two electron beams and an ion beam moving along a static magnetic field. The density ratio of the electron beams and the thermal velocities of the electron and ion beams are chosen to have bistream instability (bi-flux instability).

PL

Historycznie do symulacji równań Vlasova-Maxwella lub Vlasova-Poissona. Metoda Particle-in-Cell (PIC) jest techniką numeryczną stosowaną do symulacji zachowania cząstek naładowanych (takich jak elektrony i jony) w środowiskach elektromagnetycznych, takich jak plazmy i wiązki elektronów. Ta metoda jest powszechnie stosowana w fizyce plazmy, symulacji wiązek cząstek i innych obszarach fizyki, w których oddziaływania między cząstkami naładowanymi a polami elektromagnetycznymi mają kluczowe znaczenie. ESW są obserwowane w danych przebiegu pola elektrycznego satelity jako izolowane sinusoidy, tj. jako impulsy unipolarne (dodatni szczyt pola elektrycznego lub ujemny szczyt pola elektronowego), impulsy bipolarne (fala jednocykliczna z dodatnim szczytem pola elektronowego, po którym następuje szczyt ujemny lub odwrotnie) i impulsy tripolarne (fala ciągła złożona z dwóch dodatnich szczytów pola elektronowego z pośrednim szczytem ujemnym lub odwrotnie). Ze względu na swoją naturę jako izolowane impulsy obserwowane w danych przebiegu, są klasyfikowane jako fale nieliniowe. Jednowymiarowe symulacje cząstek elektrostatycznych, które przeprowadziliśmy, obejmują dwie wiązki elektronów i wiązkę jonów poruszające się wzdłuż statycznego pola magnetycznego. Stosunek gęstości wiązek elektronów i prędkości termiczne wiązek elektronów i jonów są dobrane tak, aby miały niestabilność dwustrumieniową (niestabilność dwustrumieniową).

Słowa kluczowe

EN

highly ionized plasma; PIC approach; bistream instability; ESWs

PL

wysoce zjonizowana plazma; podejście PIC; niestabilność dwustrumieniowa; ESW

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2024
• Tom: R. 100, nr 8
• Strony: 255--259
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Flitti Aicha

• University of Science and Technology of Oran Mohamed Boudiaf USTO-MB, Faculty of Physics, Materials Technology Department, BP 1505 Oran El M’Naoua

Bibliografia

• 1. Temerin M., Cerny K., Lotko W., Mozer F.S., Observations of double and layers solitary waves in the auroral plasma, Physical Review Letters, 48, 17 (1982), 1175.
• 2. Bolstrom R., Gustafsson G., Holback B., Holmgren G., Koskinen H, Characteristics of solitary waves and weak double layers in the magnetospheric plasma, Physical Review Letters, vol 61,(1988) nr 82, 137-156.
• 3. M., Nagano I., Tsutsui M., Electrostatic Solitary Waves (ESW) in the magnetotail: BEN wave forms observed by Geotail, Journal of Geophysical Research, vol 21, (1994), nr 25, 1101- 1126.
• 4. Plasma wave turbulence at distant crossings of the plasma sheet boundaries and the neutral sheet, Journal of Geophysical Research, vol 1, (1974), nr 5, 189-192.
• 5. Gurnett D. A., Frank L. A., Lepping R. P, Plasma waves in the distant magnetotail, Journal of Geophysical Research, vol 81, (1976), nr 34, 6059-6071.
• 6. Gurnett D.A., Frank L.A., A region of intense plasma wave turbulence on auroral field lines, Journal of Geophysical Research, vol 82, (1977) nr 7, 1-56
• 7. M. Taketoshi, Computer Simulations of Electrostatic Solitary Waves, Kyoto University, March 2000.
• 8. Omura Y., Kojima H., Matsumoto H., Computer simulation of electrostatic solitary waves: A nonlinear model of broadband electrostatic noise, Journal of Geophysical Research, vol 21, (1994) nr 25,2923-2926.
• 9. Omura Y., http://www.rish.kyoto-c.jp/isss7/KEMPO/,1993.
• 10. solitary waves as collective charges in a magnetospheric plasma: Physical structure and properties of Bernstein–Greene–Kruskal (BGK) solitons, Journal Geophysical Research, vol.108, (2003), nr A3, 12.1-12.19.
• 11. Matsumoto H., Kojima H., Miyatake T., Omura Y., Okada M., Nagano I., Tsutsui M., Electrostatic Solitary Waves (ESW) in the magnetotail: BEN wave forms observed by Geotail, Geophysical. Research. Letters, vol 21, (1994), nr 25,2915-2918.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa nr POPUL/SP/0154/2024/02 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki II" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2025).