Теория - пересоединение
Cтраница 1
Теория пересоединения находит наиболее широкое применение в лабораторных условиях в связи с созданием магнитных ловушек для управляемого термоядерного синтеза, кроме того, был поставлен ряд плазменных экспериментов, специально посвященных изучению динамики пересоединения. Магнитные ловушки предназначены для удержания достаточно горячей плазмы внутри магнитной системы в течение времени, достаточно продолжительного для достижения поддерживаемой ядерной реакции. Пересоединение может как препятствовать, так и способствовать этому процессу. [1]
Теория двумерного пересоединения к настоящему времени достаточно хорошо понята и детально разработана и, как мы видим, тип пересоединения зависит в значительной степени от скорости пересоединения, конфигурации, граничных условий и величин параметров. Однако, остаются неясными многие вопросы, например, каковы свойства турбулентного или импульсного вспышечного пересоединения. Почему длина диффузионной области увеличивается в пересоединении Петчека при однородном удельном сопротивлении. Как влияют граничные условия вытекающего потока на быстрое пересоединение. Как происходит пересоединение в бесстолкновительной плазме. Как влияют на пересоединение отдельные члены в уравнении энергии, например, излучение или проводимость. [2]
Приложения теории пересоединения к астрофизическим системам имеют относительно короткую историю, особенно если сравнивать с магнитосферой Земли или солнечной короной. Огромные расстояния до астрофизических объектов от Солнечной системы представляют серьезную проблему для специалистов по физике плазмы, поскольку существует очень мало пространственно разрешенных измерений на звездных масштабах, по которым можно было бы строить теории. Тем не менее достижения в формировании изображений путем обработки доплеровских сигналов ( доплеровская томография) и появление приборов с высокой разрешающей способностью, например, телескопа Хаббла, облегчают задачу. [3]
Одна из принципиальных задач теории пересоединения - объяснить, каким образом пересоединение может происходить на достаточно коротких временных интервалах ( хотя, как указано в гл. В историческом плане существует два подхода. [4]
Эта книга почти полностью посвящена магнитогидродинамическим теориям пересоединения, и она не содержит обзора обширной литературы о бесстокновительных процессах. Такие процессы являются критическими для генерации энергичных частиц при пересоединении, однако они относятся к отдельной обширной теме, по которой можно было бы написать отдельную книгу. Тем не менее, поскольку генерация быстрых заряженых частиц является одним из главных следствий пересоединения в космосе, нам представляется важным уделить некоторое место краткому обсуждению этого предмета. [5]
В этой главе мы рассмотрим две теории нестационарного пересоединения, менее известные, чем теория тиринг-моды. Одна из них основана на коллапсе Х - типа, рассмотренном впервые Данжи ( Dungey, 1953), уже была кратко описана в гл. Обе теории открывают новые возможности при анализе процесса пересоединения, поскольку дают описание поведения плазмы, которое выходит за рамки стационарной теории или теории тиринг-моды. [6]
 |
Обозначения для теории неоднородного пересоединения с сильно искривленным магнитным полем в области втекания. [7] |
Для того чтобы избежать обязательного в теории почти однородного пересоединения допущения о малой кривизне силовых линий, Прист и Ли ( Priest and Lee, 1990) рассматривали сильно искривленное потенциальное магнитное поле в области втекания. [8]
Таким образом, интенсивность электрического поля непосредственно теорией пересоединения силовых линий не определяется и должна быть найдена из каких-либо дополнительных соображении. [9]
Здесь с - параметр, аналогичный параметру b в теории почти однородного пересоединения, поскольку с О дает сходящийся поток, а с 0 - расходящийся поток. [11]
Во многих конкретных случаях число Рейнольдса бывает огромным ( 106 - 1012), и тогда наиболее адекватными являются механизмы быстрого пересоединения, однако механизмы медленного пересоединения важны для теории пересоединения в целом и могут использоваться, когда эффективные числа Рейнольдса значительно уменьшаются по сравнению с классическими значениями за счет кинетических эффектов или турбулентности. [12]
В звездных вспышках может выделяться в 104 - 106 раз большее количество энергии по сравнению с солнечными вспышками, но следует отметить, что для объяснения такого увеличения энергии требуется достаточно небольшое увеличение напряженности магнитного поля и пространственных масштабов вспышки. Использование теории пересоединения в аккреционных дисках преследует двойную цель. Первое, это объяснение выбросов или джетов, подобных вспышкам, генерация которых происходит внутри диска, и второе - это понимание физического механизма возникновения вязкости, достаточной, чтобы вещество диска падало внутрь. [13]
Перечисленные выше особенности течения плазмы и магнитного поля в окрестностях магнитопаузы, а также существование электрического поля вдоль застойной линии создают условия, благоприятные для развития процесса пересоединения силовых линий магнитного поля. Поэтому вполне естественным представляется дополнить эти особенности обтекания граничными условиями на магнитопаузе, вытекающими из теории пересоединения, в результате чего оказывается возможным рассчитать параметры солнечного ветра в переходной области. [14]
Как оказалось, пересоединение является источником широкого спектра динамических процессов в солнечной короне и даже несет ответственность за само существование горячей короны. В § 11.1 описываются эруптивные солнечные вспышки и другие взрывные явления. В § 11.2 рассматриваются ограниченные вспышки и аналогичные динамические процессы выделения энергии в более мелких масштабах. Затем в § 11.3 обсуждается роль пересоединения в нагреве короны и в конце, в § 11.4, рассматривается дальняя корона. Как и большинству других приложений теории пересоединения, множеству примеров пересоединения на Солнце, которые были когда-либо опубликованы, легко посвятить целую книгу. Поскольку наши собственные интересы лежат в области процессов в солнечной короне, мы, в основном, сфокусируемся на тех приложениях, которые мы сами знаем лучше. [15]
Страницы: 1 2