Корягин С.А.
Викторов М.Е.
Елясин А.А.
Коржиманов А.В.
 Статья на сайте eLibrary

Работа аналитически обосновывает параметры поверхностной волны, обнаруженной в численном моделировании столкновения двух встречных сверхзвуковых плазменных потоков внутри магнитной арки в приложении к эксперименту на лабораторном стенде «Солнечный ветер» (ИПФ РАН). Поверхностная волна ионно-звукового типа существует в режиме плотных плазменных потоков, когда их динамическое давление порядка давления невозмущённого магнитного поля, так что потоки выталкивают исходное магнитное поле из своего объёма. Частота волны находится в диапазоне между ионными гирочастотами внутри плазменного шнура и во внешней области удерживающего магнитного поля. Во внешней разрежённой среде приповерхностная структура представляет собой неоднородную магнитозвуковую волну, согласованную по давлению и низкой суммарной поляризации среды с неоднородной ионно-звуковой волной в плотном плазменном жгуте. Ионно-звуковая волна характеризуется изотропным законом дисперсии при действительном волновом числе. Энергия структуры заключена преимущественно в кинетической энергии волнового движения ионов внутри трубки. Вместе с тем напряжённость электрического поля резко повышена снаружи. Во-первых, последнее обстоятельство связано с необходимостью поддерживать однородную скорость электронного электрического дрейфа внутри переходного слоя. Во-вторых, энергетически слабый уходящий в наружную среду ионный звук близок к электростатическим ионным колебаниям на частотах ниже ионной гирочастоты во внешней области, которые отличаются повышенной напряжённостью электрического поля поперёк удерживающего магнитного поля.

На английском языке
Surface ion-acoustic wave in a magnetic arch with high-pressure plasma
Koryagin S.A., Viktorov M.E., Elyasin A.A. and Korzhimanov A.V.

We analytically substantiate the parameters of the surface wave found in numerical simulation of the collision of two oncoming supersonic plasma flows inside a magnetic arch in the context of the experiment on the laboratory stand "Solar Wind" at the Institute of Applied Physics of the Russian Academy of Sciences (IAP RAS). An ion-acoustic surface wave exists in the regime of dense plasma flows when their dynamic pressure is of the order of the pressure of an undisturbed magnetic field, so that the flows push the initial magnetic field out of their volume. The wave frequency is in the range between the ion gyrofrequencies inside the plasma column and in the outer region of the confining magnetic field. In the external rarefied medium, the near-surface structure is a heterogeneous magnetoacoustic wave, matched in pressure and low total polarization of the medium with the non-uniform ion-acoustic wave in the dense plasma column. The ion-acoustic wave is characterized by an isotropic dispersion law for a real wave number. The energy of the structure is mainly contained in the kinetic energy of the wave motion of the ions inside the tube. At the same time, the electric field is much greater outside. First, the latter circumstance arises from the need to maintain a uniform velocity of the electron electric drift inside the transition layer. Second, the energetically weak ion sound propagating into the external environment is close to electrostatic ion oscillations at the frequencies below the ion gyrofrequency in the external region, which are characterized by the stronger electric field across the ambient magnetic field.

DOI: https://doi.org/10.52452/00213462_2026_69_05_343