квазилинейная теория плазмы

КВАЗИЛИНЕЙНАЯ ТЕОРИЯ ПЛАЗМЫ - приближённая теория, использующая метод адиабатических приближений для описания взаимодействий частиц и волн в плазме. К. т. п. описывает возникновение слабой турбулентности в плазме, когда можно считать, что отд. волновые моды независимы, но влияние их на ф-цию распределения f_а частиц сорта а существенно. Особенно сильно взаимодействие частиц с волнами вблизи черепковского резонанса w=kv, где w и k - частота и вектор волны, v - скорость взаимодействующей с волной частицы. Аналогичный резонанс в магн. поле осуществляется при условии w-nw_H=kv, n=0, bl, b2, . . ., где w_H - ларморова частота заряж. частицы. Кинетич. ур-ния в квазилинейном приближении выводятся из бесстолкновительных кинетических уравнений для плазмы в форме Власова путём их усреднения по хаотич. колебаниям слаботурбулентной плазмы. В простейшем случае для плазмы без магн. поля ур-ния К. т. п. принимают вид

где

е_a и m_а - заряд и масса частицы, W - спектральная плотность энергии электростатич. колебаний, удовлетворяющая квазилинейному ур-нию

РW/Рt =2gW. (3)

В ур-ниях (1) - (3) частота и инкремент флуктуации поля определяются ф-лами, справедливыми и в линейной теории:

Разница состоит в том, что f_а в линейной теории считается не зависящей от времени, в К. т. п. учитывается влияние развивающихся или развитых колебаний на ф-цию распределения заряж. частиц при условии адиабатич. подстройки колебаний под эти медленно меняющиеся ф-ции. К. т. п. описывает релаксац. процессы, происходящие в плазме, мало отличающейся от равновесной при развитии в ней неустойчивостей, называемых обычно кинетическими (пучковой, ионно-звуковой и т. д.). Критерий применимости ур-ний (1) - (5) есть kDv/wдg, где Dv - характерный разброс частиц по скоростям. Из (1) - (5) следует, что в бесстолкновительной плазме без магн. поля характер релаксации частиц определяется диффузией в пространстве скоростей. Так, напр., в наиб. простом, одномерном случае ленгмюровские колебания, возбуждаемые при развитии пучковой неустойчивости, приводят к диффузии частиц по скоростям, в результате чего в области взаимодействия частиц и волн ф-ция распределения частиц сглаживается, на ней образуется плато. Неустойчивость при этом стабилизуется [1] - [2]. В более сложных случаях, напр. для неоднородной плазмы в магн. поле, диффузия возникает не только в пространстве скоростей, но и в обычном пространстве [3]. Общий вид квазилинейного ур-ния для магнитоактивной плазмы приведён в [4]. Ур-ния К. т. п. используются только для слаботурбулентной плазмы, для описания турбулентности плазмы необходимы более общие ур-ния. Лит.: 1) Арцимович Л. А., Сагдеев Р. 3., Физика плазмы для физиков, М., 1979; 2) Веденов А. А., Рютов Д. Д., Квазилинейные эффекты в потоковых неустойчивостях, в кн.: Вопросы теории плазмы, т. 6, М., 1972; 3) Хортов В., Дрейфовая турбулентность и аномальный перенос, пер. с англ., в кн.: Основы физики плазмы, т. 2, М., 1984; 4) Беликов В. С., Колесниченко Я. И., Ораевский В. Н., Нелинейная теория термоядерной альфвеновской неустойчивости плазмы, "ЖЭТФ", 1974, т. 66, с. 1686. Ю. Л. Климонтович, В. И. Ораевский.

   <<      Предметный указатель      >>