Дисперсионные характеристики низкочастотных электронных волн в магнитоактивной плазме произвольной плотности

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Исследуются волны в бесстолкновительной магнитоактивной плазме, с частотами много ниже электронной циклотронной частоты, при произвольном соотношении между электронной плазменной и циклотронной частотами. Получено общее дисперсионное уравнение для частоты волны как функции волнового вектора и отношения плазменной частоты к циклотронной. Это соотношение представляет собой бикубическое уравнение относительно частоты. На основе этого уравнения исследованы области существования различных волновых мод в зависимости от указанного параметра, их групповая скорость, поляризация и плотность энергии. Особое внимание уделено исследованию низкочастотных свистовых волн в разреженной плазме, поскольку среди распространяющихся волновых мод, которые существуют в указанной области параметров, свистовые волны имеют наибольший показатель преломления и играют важную роль в процессах резонансного взаимодействия волн и частиц.

Об авторах

Н. С. Артеха

Институт космических исследований РАН; Национальный исследовательский университет “Высшая школа экономики”

Email: natalya.arteha@mail.ru
Россия, Москва; Россия, Москва

Д. Р. Шкляр

Институт космических исследований РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: david@iki.rssi.ru
Россия, Москва

Список литературы

  1. Ахиезер А.И. (ред.), Ахиезер И.А., Половин Р.В., Ситенко А.Г., Степанов К.Н. Электродинамика плазмы. М.: Наука, 1974.
  2. Гинзбург В.Л., Рухадзе А.А. Волны в магнитоактивной плазме. М.: Наука, 1975.
  3. Helliwell R.A. Whistlers and related ionospheric phenomena. Stanford: Stanford University Press, 1965.
  4. Ferencz C., Ferencz O.E., Hamar D., Lichtenberger J. (eds). Whistler phenomena. Short impulse propagation. Dordrecht: Kluwer Academic Publishers, 2001.
  5. Беспалов П.А., Трахтенгерц В.Ю. // Вопросы теории плазмы. М.: Атомиздат, 1980. Вып. 10. С. 88.
  6. Matsumoto H., Kimura I. // Planetary Space Sci. 1971. V. 19. P. 567.
  7. Matsumoto H. // Wave instabilities in space plasmas / Eds. Palmadesso P.J., Papadopoulos K. Hingham: D. Reidel, 1979. 163 p.
  8. Omura Y., Nunn D., Matsumoto H., Rycroft M.J. // J. Atmospheric Terrestrial Phys. 1991. V. 53. P. 351.
  9. Demekhov A.G., Trakhtengerts V.Y., Rycroft M.J., Nunn D. // Geomagnetism and Aeronomy. 2006. V. 46. P. 711.https://doi.org/10.1134/S0016793206060053
  10. Demekhov A.G., Trakhtengerts V.Y., Rycroft M.J., Nunn D. // Geomagnetism and Aeronomy. 2009. V. 49(1). 24.https://doi.org/10.1134/S0016793209010034
  11. Shklyar D.R. // Planetary Space Sci. 1986. V. 34. P. 1091.
  12. Thorne R.M., Kennel C.F. // J. Geophys. Res. 1971. V. 76(19). P. 4446.https://doi.org/10.1029/JA076i019p04446
  13. Сажин С.С. Естественные радиоизлучения в магнитосфере Земли. М.: Наука, 1982. 9 с.
  14. Artemyev A., Agapitov O., Breuillard H., Krasnosels-kikh V., Rolland G. // Geophys. Res. Lett. V. 39. P. L08105.https://doi.org/10.1029/2012GL051393
  15. Artemyev A., Agapitov O., Mourenas D., Krasnoselskikh V., Shastun V., Mozer F. // Space Sci. Rev. 2016.https://doi.org/10.1007/s11214-016-0252-5
  16. Trakhtengerts V.Y., Rycroft M.J. // J. Atmospheric Solar-Terrestrial Phys. 2000. V. 62. P. 1719.
  17. Trakhtengerts V.Y., Rycroft M.J. Whistler and Alfven mode cyclotron masers in space. Cambridge: Cambridge University Press, 2008.
  18. Шкляр Д.Р. // Плазменная гелиогеофизика / Под ред. Л.М. Зеленого и И.С. Веселовского. М.: Физматлит, 2008. Т. 2. С. 391.
  19. Storey L.R.O. // Philosophical Transactions of the Royal Society of London. 1953. V. A246(908). P. 113.
  20. Gendrin R. // Planet. Space Sci. 1961. V. 5. P. 274.https://doi.org/10.1016/0032-0633(61)90096-4
  21. Kimura I. // Radio Sci. 1966. V. 1(3). P. 269.
  22. Kimura I. // Space Sci. Rev. 1985. V. 42 (3/4). P. 449.
  23. Smith R.L., Angerami J.J. // J. Geophys. Res. 1968. V. 73 (1). P. 1.
  24. Barnhart B.L., Kurth W.S., Groene J.B., Faden J.B., Santolik O., Gurnett D.A. // J. Geophys. Res. 2009. V. 114. P. A05218.https://doi.org/10.1029/2009JA014069
  25. Tetrick S.S., Gurnett D.A., Kurth W.S., Imai M., Hospodarsky G.B., Bolton S.J., Connerney J.E.P., Levin S.M., Mauk B.H. // Geophys. Res. Lett. 2017. V. 44. P. 4447.https://doi.org/10.1002/2017GL073073
  26. Zhang X.-J., Ma Q., Artemyev A.V., Li W., Kurth W.S., Mauk B.H., Clark G., Allegrini F., Gershman D.J., Bolton S.J. // J. Geophys. Res.: Space Phys. 2020. V. 125. P. e2020JA027957.https://doi.org/10.1029/2020JA027957
  27. Kurth W.S., Mauk B.H., Elliott S.S., Gurnett D.A., Hospodarsky G.B., Santolik O., Connerney J.E.P., Valek P., Allegrini F., Gladstone G.R., Bolton S.J., Levin S.M. // Geophys. Res. Lett. 2018. V. 45. P. 9372.https://doi.org/10.1029/2018GL078566
  28. Sulaiman A.H., Mauk B.H., Szalay J.R., Allegrini F., Clark G., Gladstone G.R., Kotsiaros S., Kurth W.S., Bagenal F., Bonfond B., Connerney J.E.P., Ebert R.W., Elliott S.S., Gershman D.J., Hospodarsky G.B., Hue V., Lysak R.L., Masters A., Santolik O., Saur J., Bolton S.J. // J. Geophys. Res.: Space Phys. 2022. V. 127. P. e2022JA030334.https://doi.org/10.1029/2022JA030334
  29. Persoon A.M., Kurth W.S., Gurnett D.A., Groene J.B., Sulaiman A.H., Wahlund J.-E., Morooka M.W., Ha-did L.Z., Nagy A.F., Waite J.H.,Jr., Cravens T.E. // Geophys. Res. Lett. 2019. V. 46. P. 3061.https://doi.org/10.1029/2018GL078020
  30. Lamy L., Cecconi B., Zarka P., Canu P., Schippers P., Kurth W.S., Mutel R.L., Gurnett D.A., Menietti D., Louarn P. // J. Geophys. Res.: Space Phys. 2010. V. 116. P. A04212.https://doi.org/10.1029/2010JA016195
  31. Shprits Y.Y., Menietti J.D., Gu X., Kim K.C., Horne R.B. // J. Geophys. Res. 2012. V. 117. P. A11216.https://doi.org/10.1029/2012JA018031
  32. Menietti J.D., Averkamp T.F., Imai M., Kurth W.S., Clark G.B., Allegrini F., Groene J.B., Faden J.B., Bolton S.J. // J. Geophys. Res.: Space Phys. 2021. V. 126. P. e2020JA028742.https://doi.org/10.1029/2020JA028742
  33. Lamy L., Schippers P., Zarka P., Cecconi B., Arridge C.S., Dougherty M.K., Louarn P., Andre N., Kurth W.S., Mutel R.L., Gurnett D.A., Coates A.J. // Geophys. Res. Lett. 2010. V. 37. P. L12104. https://doi.org/10.1029/2010GL043415
  34. Mutel R.L., Menietti J.D., Gurnett D.A., Kurth W., Schippers P., Lynch C., Lamy L., Arridge C., Cecconi B. // Geophys. Res. Lett. 2010. V. 37. P. L19105.https://doi.org/10.1029/2010GL044940
  35. Шафранов В.Д. // Вопросы теории плазмы / Под ред. М.А. Леонтовича. М.: Госатомиздат, 1963.

© Н.С. Артеха, Д.Р. Шкляр, 2023

Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах