Генерація O-моди за наявності іонно-циклотронної турбулентності дрейфової хвилі в неоднорідній плазмі
Анотація
Це дослідження має на меті дослідити вплив турбулентності іонно-циклотронної дрейфової хвилі на генерацію звичайної моди (O-моди) за наявності градієнтів густини та температури. Для цього розглядається плазма Власова, де в системі присутні як резонансні, так і нерезонансні моди. Тут нерезонансний режим – це збурення, викликане О-модою в квазістаціонарному стані плазми, яке характеризується наявністю низькочастотних хвиль іонно-циклотронного резонансного режиму. Взаємодія між цими хвилями вивчається системою рівнянь Власова-Максвелла та модифікованою функцією розподілу максвеллівського типу для частинок, яка включає зовнішнє силове поле та пов’язані параметри градієнта густини та температури. У дослідженні аналізується швидкість зростання електромагнітної О-моди за рахунок енергії іонно-циклотронного дрейфу хвилі та пов’язаного з цим впливу градієнта густини та температури. Ця модель використовує теорію лінійного відгуку на слабко турбулентну плазму, оцінює відгуки через турбулентні та збурені поля та отримує нелінійне співвідношення дисперсії для O‑моди.
Завантаження
Посилання
Deka, P. N., Borgohain, A. (2012). On unstable electromagnetic radiation through nonlinear wave–particle interactions in presence of drift wave turbulence. Journal of Plasma Physics, 78(5), 515-524.
Da[1] P.N. Deka, and A. Borgohain, “On unstable electromagnetic radiation through nonlinear wave–particle interactions in presence of drift wave turbulence,” Journal of Plasma Physics, 78(5), 515-524 (2012). https://doi.org/10.1017/S0022377812000207
R.C. Davidson, and C.S. Wu, “Ordinary-mode electromagnetic instability in high- plasmas,” The Physics of Fluids, 13(5), 1407-1409 (1970). https://doi.org/10.1063/1.1693082
D.A. Gurnett, “The Earth as a radio source: Terrestrial kilometric radiation,” Journal of Geophysical Research, 79(28), 4227-4238 (1974). https://doi.org/10.1029/JA079i028p04227
L.M. Hayes, and D.B. Melrose, “Generation of ordinary mode auroral kilometric radiation from extraordinary mode waves,” Journal of Geophysical Research: Space Physics, 91(A1), 211-217 (1986). https://doi.org/10.1029/JA091iA01p00211
M.M. Mellott, W. Calvert, R.L. Huff, D.A. Gurnett, and S.D. Shawhan, “DE-1 observations of ordinary mode and extraordinary mode auroral kilometric radiation,” Geophysical research letters, 11(12), 1188-1191 (1984). https://doi.org/10.1029/GL011i012p01188
D. Ibscher, M. Lazar, and R. Schlickeiser, “On the existence of Weibel instability in a magnetized plasma. II. Perpendicular wave propagation: The ordinary mode,” Physics of Plasmas, 19(7), 072116 (2012). https://doi.org/10.1063/1.4736992
D. Ibscher, M. Lazar, M.J. Michno, and R. Schlickeiser, “Towards a complete parametrization of the ordinarymode electromagnetic instability in counterstreaming plasmas. I. Minimizing ion dynamics,” Physics of Plasmas, 20(1), 012103 (2013). https://doi.org/10.1063/1.4774066
D. Ibscher, R. Schlickeiser, “Towards a complete parametrization of the ordinary-mode electromagnetic instability in counterstreaming plasmas. II. Ion effects,” Physics of Plasmas, 20(4), 042121 (2013). https://doi.org/10.1063/1.4802929
D. Ibscher, and R. Schlickeiser, “Solar wind kinetic instabilities at small plasma betas,” Physics of Plasmas, 21(2), 022110 (2014). https://doi.org/10.1063/1.4863497
M.F. Bashir, and G. Murtaza, “Effect of temperature anisotropy on various modes and instabilities for a magnetized non-relativistic bi-Maxwellian plasma,” Brazilian Journal of Physics, 42(5), 487-504 (2012). https://doi.org/10.1007/s13538-012-0087-9
F. Hadi, M.F. Bashir, A. Qamar, P.H. Yoon, and R. Schlickeiser, “On the ordinary mode instability for low beta plasmas,” Physics of Plasmas, 21(5), 052111 (2014). https://doi.org/10.1063/1.4879823
R. Schlickeiser, and P.H. Yoon, “On the marginal instability threshold condition of the aperiodic ordinary mode,” Physics of Plasmas, 21(7), 072119 (2014). https://doi.org/10.1063/1.4890463
M. Nambu, “A new maser effect in plasma turbulence,” Laser and Particle Beams, 1, 427-454 (1983). https://doi.org/10.1017/S0263034600000513
V.N. Tsytovich, L. Stenflo, and H. Wilhelmsson, “Current flow in ion-acoustic and Langmuir turbulence plasma interaction,” Physica Scripta, 11(5), 251 (1975). https://doi.org/10.1088/0031-8949/11/5/001
M. Nambu, “Plasma-maser effects in plasma astrophysics,” Space science reviews, 44(3), 357-391 (1986). https://doi.org/10.1007/BF00200820
S.V. Vladimirov, and M.Y. Yu, “Brief review of the turbulent bremsstrahlung (plasma-maser) effect,” Physica Scripta, 2004(T113), 32 (2004). https://doi.org/10.1238/Physica.Topical.113a00032
P.N. Deka, K.S. Goswami, and S. Bujarbarua, “Plasma maser effect in magnetosphere plasma associated with MHD turbulence,” Planetary and space science, 45(11), 1443-1447 (1997). https://doi.org/10.1016/S0032-0633(97)00055-X
B.J. Saikia, P.N. Deka, and S. Bujarbarua, “Plasma‐Maser Instability of Bernstein Mode in Presence of Magnetohydrodynamic Turbulence,” Contributions to Plasma Physics, 35(3), 263-271 (1995). https://doi.org/10.1002/ctpp.2150350308
P.N. Deka, “Orthogonal interaction of Bernstein mode with ion-acoustic wave through plasma maser effect,” Pramana, 50, 345 354 (1998). https://doi.org/10.1007/BF02845556
M. Singh, and P.N. Deka, Pramana, 66, 547 (2006). https://doi.org/10.1007/BF02704498
M. Singh, and P.N. Deka, “Plasma-maser effect in inhomogeneous plasma in the presence of drift wave turbulence,” Physics of plasmas, 12(10), 102304 (2005). https://doi.org/10.1063/1.2087587
R.N. Khound, S.N. Sarma, and S. Bujarbarua, “Plasma maser theory of ordinary mode radiation,” Indian Journal of Radio and Space Physics, 18, 90-94 (1989). https://nopr.niscpr.res.in/handle/123456789/36391
J. D. Huba, G. Joyce, and J.A. Fedder, Ion sound waves in the topside low latitude ionosphere. Geophysical research letters, 27(19), 3181-3184 (2000). https://doi.org/10.1029/2000GL003808
S.J. Gogoi, P.N. Deka, “Estimation of Growth Rate of Electromagnetic Plasma Wave through Vlasov-Maxwell Mathematical Frame in Ionospheric Plasma,” Physical Science International Journal, 23(3), 1-10 (2019). https://doi.org/10.9734/psij/2019/v23i330155
J. Zielinski, A.I. Smolyakov, P. Beyer, and S. Benkadda, Electromagnetic electron temperature gradient driven instability in toroidal plasmas. Physics of Plasmas, 24(2), 024501 (2017). https://doi.org/10.1063/1.4975189
P. Senapati, and P.N. Deka, “Instability of Electron Bernstein Mode in Presence of Drift Wave Turbulence Associated with Density and Temperature Gradients,” Journal of Fusion Energy, 39(6), 477-490 (2020). https://doi.org/10.1007/s10894-020-00269-y
V. Tangri, R. Singh, and P. Kaw, “Effects of impurity seeding and charge non-neutrality on electromagnetic electron temperature gradient modes in a tokamak,” Physics of plasmas, 12(7), 072506 (2005). https://doi.org/10.1063/1.1938975
H. Du, H. Jhang, T.S. Hahm, J.Q. Dong, and Z.X. Wang, Properties of ion temperature gradient and trapped electron modes in tokamak plasmas with inverted density profiles. Physics of Plasmas, 24(12), 122501 (2017). https://doi.org/10.1063/1.5000125
H. Du, Z.X. Wang, J.Q. Dong, and S.F. Liu, “Coupling of ion temperature gradient and trapped electron modes in the presence of impurities in tokamak plasmas,” Physics of Plasmas, 21(5), 052101 (2014). https://doi.org/10.1063/1.4875342
A. Hirose, and M. Elia, “Electron temperature gradient driven skin size drift mode in tokamaks,” Plasma physics and controlled fusion, 45(1), L1 (2002). https://doi.org/10.1088/0741-3335/45/1/101
J.J. Podesta, and S.P. Gary, “Magnetic helicity spectrum of solar wind fluctuations as a function of the angle with respect to the local mean magnetic field,” The Astrophysical Journal, 734(1), 15 (2011). https://doi.org/10.1088/0004-637X/734/1/15
S. Ichimaru, Statistical plasma physics: basic principles, (CRC Press, 2018).
N.F. Blagovecshchenskaya, T.D. Borisova, A.S. Kalishin, V.N. Kayatkin, T.K. Yeoman, and I. Haggstron, “Comparison of the effects induced by the ordinary (O-mode) and extraordinary (X-mode) polarized powerful HF radio waves in the high-latitude ionospheric F region,” Cosmic Research, 56(1), 11-25 (2018). https://doi.org/10.1134/S0010952518010045
S.P. Gary, Theory of space plasma microinstabilities, no. 7, (Cambridge university press, 1993).
A.B. Mikhailovskii, “Oscillations of an Inhomogeneous Plasma,” In: Leontovich, M.A. editors, Reviews of Plasma Physics, (Springer, Boston, MA, 1967). https://doi.org/10.1007/978-1-4615-7799-7_2
P.N. Deka, Ph.D. Thesis, Guwahati University, Assam, India, 1999.
Авторське право (c) 2023 Банашрі Саікія, П.Н. Дека
Цю роботу ліцензовано за Міжнародня ліцензія Creative Commons Attribution 4.0.
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
