Когерентное нелинейное взаимодействие волн в плазме - Вильхельмссон Х.
Скачать (прямая ссылка):
Нелинейная диссипация сильных электромагнитных волн наблюдается также в окрестности точки плазменного резонанса [73]. Из-за малой групповой скорости плазмоны, возникающие вследствие линейной трансформации электромагнитного поля вблизи плазменного резонанса, собираются в окрестности этой точки, что приводит к понижению порога развития нелинейных эффектов, деформации профиля плотности плазмы, а затем и к образованию каверн (модуляционная неустойчивость). При этом эволюция каверн и полей в них носит взрывной характер. Неустойчивость ограничивается формированием узкой области взаимодействия с резонансным поглощением энергии плазмонов электронами. Тем самым механизм модуляционной неустойчивости приводит к нелинейному поглощению электромагнитных волн [73]. Теоретические результаты качественно согласуются с экспериментальными, которые показывают, что электромагнитные поля проникают в плазму достаточно глубоко лишь в тех случаях, когда они имеют вид импульсов настолько малой длины, что за время существования поля модуляционная неустойчивость не успевает развиться [74].
198
Отметим в заключение возможность взрывной неустойчивЬсти типа конуса потерь в зеркальных ловушках, предсказанной в работе [75] на основе анализа параметрической связи дрейфовой конусной волны с отрицательной энергией и низкочастотной волны с положительной энергией в окрестности ионно-циклотронной частоты. В результате этой неустойчивости аномально нарастают амплитуды ионно-циклотронной волны накачки и распадной волны с положительной энергией, а вместе с ними и общий уровень турбулентности в рассматриваемой системе. Этот результат согласуется с экспериментально наблюдаемым фактом увеличения уровня флуктуаций при формировании турбулентного спектра.
Приведенный здесь краткий обзор некоторых направлений исследований нелинейных эффектов в плазме уместно закончить предложением, которым начинается последняя из упомянутых в этом обзоре работ [75]: «Взаимодействие когерентного состояния с волной большой амплитуды и турбулентным состоянием, образованным композицией многих волн со случайными фазами, и влияние этого взаимодействия на заряженные частицы принадлежит к числу фундаментальных проблем нелинейной физики плазмы».
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Tellegen В. D. Н. — Nature, 1933, v. 131, p. 840.
2. Bailey V. A., Martyn D. F. — Nature, 1934, v. 133, p. 218.
3. Van der Pol B. — Onde electr., 1935, v. 14, p. 804.
4. Huxley L. G. H., Ratcliffe J. A_Proc. IEE, 1949, v. 96.3, p. 433.
5. Гинзбург В. JI. — Изв. АН СССР. Сер. физ., 1948, т. 12, с. 293.; см. также:
Гинзбург В. JI. Распространение электромагнитных волн в плазме. М., Наука, 1967, с. 588—629; Гинзбург В. JI.—Журн. эксперим. и теорет. физ., 1958, т. 35, с. 1573; Гинзбург В. Л., Гуревич А. В.—Успехи физ. наук, 1960, т. 70, с. 201; Fortschr. Phys., 1960, Bd 8, S. 97.
6. Whitmer R. F., Barrett E. B. — Phys. Rev., 1961, v. 121, p. 661; 1962, v. 125, p. 1478.
7. Ахиезер А. И., Любарский Г. Я. — Докл. АН СССР, 1951, т. 80, с. 193.
8. Половин Р. В.—Журн. эксперим. и теорет. физ., 1957, т. 31, с. 354.
9. Wilhelmsson Н. — Phys. Fluids, 1961, v. 4, p. 335.
10. Bernstein I. B., Green J. М., Kruskal M. D. — Phys. Rev., 1957, v. 108, p. 546.
11. Sturrock P. A. — Proc. Roy. Soc., 1957, v. A242, p. 277.
12. Dawson J. — Phys. Rev., 1959, v. 113, p. 383.
13. Ахиезер А. И., Половин P. В.—Докл. АН СССР, 1955, т. 102, с. 919.
14. Электродинамика плазмы/А. И. Ахиезер, И. А. Ахиезер, Р. В. Половин и др.—М., Наука, 1974.
15. Zabusky N. J., Kruskal М.-—Phys. Rev. Lett., 1965, v. 15, p. 240.
16. Ness N. F., Scearce C. S., Seek J. B. — J. Geophys. Res., 1964, v. 69, p. 3531.
17. Paul J. W. М., Holmes L. S., Parkinson M. J., Sheffield J_______Nature, 1965,
v. 208, p. 133.
18. Kurtmullaev R. Kh., Nesterikhin Yu. E., Pilski V. I., Sagdeev R. Z. — In: Proc.
2nd Intern. Conf. Plasma Phys. and Controlled Nucl. Fusion. V. 2. Vienna,
IAEA, 1965, p. 367.
19. Goldenbaum G. C., Hintz E.— Phys. Fluids, 1965, v. 8, p. 2111.
20. Sagdeev R. Z. — Rev. Plasma Phys., 1966, v 4, p. 23.
21. Taylor R. J., Baker D. R., Ikezi H. — Phys. Rev. Lett., 1970, v. 24, p. 206.
22. Biskamp D. — Nucl. Fusion, 1973, v. 13, p. 719.
190
23. Gould R. V., O’Neil Т. М., Malmberg J. H. —Phys. Rev. Lett., 1967, v. 19, p. 219.
24. O’Neil Т. M„ Gould R. W. — Phys. Fluids, 1968, v. 11, p. 134.
25. Malmberg J. H., Warton С. B., Gold R. W., O’Neil Т. M. — Phys. Rev. Lett., 1968, v. 20, p. 95; Phys. Fluids, 1968, v. 11» p. 1147.
26. Ikezi H., Takahashi N. — Phys. Rev. Lett., 1968, v. 20, p. 140.
27. Baker D. R., Ahern N. R., Wong A. Y. — Ibid, p. 318.
28. Nishikawa K. — In: Statistical Physics of Charged Particle Systems (1968
Tokyo Summer Lectures in Theor. Phys.). Ed. by R. Kubo and T. Kihara. To-
