روش اختلال کروسکال برای مطالعه رزنانس تصادفی یون‌های محیط مغناطیسی در میدان بسته موج الکترواستاتیک

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسنده

پژوهشکده چرخه سوخت، پژوهشگاه علوم و فنون هسته ای، امیرآباد شمالی، تهران، ایران.

چکیده

معادلات دیفرانسیل غیرخطی و روشهای ریاضی حل آن‌ها، کاربردهای فراوانی در مطالعه رفتار دینامیکی سیستم‌های غیرخطی دارد. یکی از سیستم‌های غیرخطی در علم فیزیک، پلاسما است که تقریباْ $99$ درصد ماده عالم را از ستاره نوترونی تا آذرخش، تشکیل می‌دهد. برهمکنش موج-ذره؛که به وفور در محیط پلاسما اتفاق می‌افتد؛ موجب رزنانس تصادفی ذرات باردار و درنتیجه رفتار غیرخطی آن‌ها در محیط می‌شود. در این مقاله، ضمن ارائه مدل نظری و روشی ریاضی-تحلیلی برای بررسی رفتار محیط مغناطیسی در برهمکنش با بسته موج الکترواستاتیک، نحوه گرمایش و آشفتگی محیط مورد بررسی قرار می‌گیرد. نتایج به دست آمده نشان می دهند که در اختلال شدید ناشی از بسته موج، جابجایی یون‌های محیط رفتار غیر عادی دارد و بین حرکات پخش ذرات و گیراندازی ذرات تغییر می‌کند. نتایج این مطالعه، مدلی برای توصیف برهمکنش موج-ذره در یک محیط مغناطیسی متغیر و غیریکنواخت متاثر از نیروهای دوره‌ای؛ مانند بادهای خورشیدی به هنگام فعالیت خورشید، ارائه می‌دهد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1] T. Harko and G. Mocanu, Electromagnetic radiation of charged particles in stochastic motion, Eur. Phys. J. C, 76 (2016) 1–20.
[2] S. Rüdiger, Stochastic models of intracellular calcium signals, Phys. Rep., 534 (2014) 39–87.
[3] R. J. Dumont and D. Zazoso, Heating and current drive by ion cyclotron waves in the activated phase of ITER, Nucl. Fusion, 53 (2013).
[4] Y. Narita and et al., Wave–particle resonance condition test for ion-kinetic waves in the solar wind, Ann. Geophys., 34 (2016) 393–398.
[5] M. Nishiura and et al., Ion cyclotron resonance heating system in the RT-1 magnetospheric plasma, Nucl. Fusion, 57 (2017).
[6] A. J. Lichtenberg and M. A. Lieberman, Applied Mathematical Sciences, textbf38, Springer-Verlag, New York, 1983.
[7] A. Greco, S. Perri, S. Servidio, E. Yordanova and P. Veltri, The complex structure of magnetic field discontinuities in the turbulent solar wind, The Astrophysical Journal Letters, 823 (2016) 1–5.
[8] G. Arfken, Mathematical methods for physicists, Academic Press, Orlando, 1985.
[9] V. I. Arnold, Mathematical methods of classical mechanics, Springer-Verlag, New York, 1989.