Исследование динамики нейтральной компоненты плазмы токового слоя по уширению спектральной линии гелия He I 5876 Å

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Методами спектроскопии исследована динамика нейтральной компоненты плазмы токового слоя, сформированного в двумерной (2D) и трехмерной (3D) магнитных конфигурациях при разряде в гелии. Установлено, что при формировании в 2D магнитном поле в токовом слое появляются потоки быстрых сверхтепловых атомов гелия, направленных вдоль ширины токового слоя (бóльшего из поперечных размеров слоя). Показано, что атомы гелия могут приобретать направленную энергию Wx вследствие резонансной перезарядки ускоренных ионов в плазме токового слоя. Энергия направленного движения атомов гелия достигает величины Wx ≈ (480 ± 120) эВ, что в ~ 20 раз превышает температуру атомов гелия Ta ≈ (20 ± 2) эВ в те же моменты времени. При формировании токового слоя в 3D магнитной конфигурации быстрые атомы гелия не наблюдались.

Об авторах

Н. П. Кирий

Институт общей физики им. А.М. Прохорова РАН

Email: natalya.kyrie@yandex.ru
Россия, Москва

Д. Е. Харлачев

Институт общей физики им. А.М. Прохорова РАН

Email: harlachdanila@gmail.com
Россия, Москва

К. В. Шпаков

Физический институт им П.Н. Лебедева РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: konstantine.shpakov@gmail.com
Россия, Москва

Список литературы

  1. Syrovatskii S.I. // Annu. Rev. Astron. Astrophys. 1981. V. 19. P. 163.
  2. Кадомцев Б.Б. // УФН 1981. Т. 151. С. 3.
  3. Прист Э., Форбс Т. Магнитное пересоединение. – М.: Физматлит. 2005. 592 с.
  4. Франк А.Г. // УФН 2010. Т. 180. С. 982.
  5. Yamada M., Kulsrud R., H Ji. // Rev. Modern Phys. 2010. V. 82 (1). P. 603.
  6. Yamada M., Yoo J., Myers C.E. // Phys. Plasmas. 2016. V. 23 (5). P. 055402(1).
  7. Yamada M. Magnetic reconnection: a modern synthesis of theory, experiment, and observations. – Princeton University Press. Princeton Series in Astrophysics. 2022. V. 47. 312 p.
  8. Gekelman W., De Haas T., Daughton W., Van Compernolle B., Intrator T., Vincena S. // Phys. Rev. Lett. 2016. V. 116. P. 235101 (1).
  9. Frank. A.G, Kyrie N.P., Satunin S.N. // Phys. Plasmas. 2011. V. 18 (11). P. 111209 (1).
  10. Artemyev A.V., Petrukovich A.A., Frank A.G., Vasko I.Y., Nakamura R., Zelenyi L.M. // J. Geophys. Res. 2013. V. 118. P. 2789 (1).
  11. Zelenyi L.M., Frank A.G., Artemyev A.V., Petruko-vich A.A., Nakamura R. // Plasma Phys. & Controlled Fusion 2016. V. 58. P. 054002 (1).
  12. Frank A.G., Artemyev A.V., Zelenyi L.M. // J. Exp. Theor. Phys. 2016. V. 123. P. 699.
  13. Frank A.G., Kyrie N.P., Satunin S.N., Savinov S.A. // Universe 2021. V. 7 (11). P. 400 (1).
  14. Nakamura R., BaumjohannW., Mouikis C., Kistler L.M., Runov A., Volwerk M., Asano Y., Voros Z., Zhang T.L., Klecker B., Reme H., Balogh A. // Geophys. Res. Lett. 2004. V. 31 (9). P. 9804.
  15. Juusola L., Hoilijoki S., Pfau-Kempf Y., Ganse U., Jar-vinen R., Battarbee M., Kilpua E., Turc L., Palmroth M. // Ann. Geophys. 2018. V. 36 (5). P. 1183.
  16. Hoshino M., Mukai T., Shinohara I., Saito Y., Koku-bun S. // J. Geophys. Res. 2000. V. 105. P. 337.
  17. Walia N.K., Seki K., Amano T. // J. Geophys. Res. 2022. V. 127 (5). P. 30066.
  18. Frank A.G., Artemyev A.V., San Lu, Xiao-Jia Zhang, K-yrie N.P. // Plasma Phys. Control. Fusion 2023. V. 65. P. 095006(1).
  19. Франк А.Г., Гавриленко В.П., Кирий Н.П., Островская Г.В. // Энциклопедия низкотемпературной плазмы. Серия Б. Том III-2. М: Янус-К. 2008. С. 335.
  20. Кирий Н.П., Марков В.С., Франк А.Г. // Физика плазмы. 2010. Т. 36 (4). С. 387.
  21. Кирий Н.П., Франк А.Г. // Физика плазмы. 2012. Т. 38. С. 1042.
  22. Кирий Н.П., Марков В.С., Франк А.Г. // Письма в ЖЭТФ. 2012. Т. 95. С. 17.
  23. Frank A.G., Kyrie N.P. // Plasma Phys. Rep. 2017. V. 43. P. 696.
  24. Кирий Н.П., Франк А.Г., Васильков Д.Г. // Физика плазмы. 2019. Т. 45 (4). С. 313.
  25. Kyrie N.P., Savinov S.A. // PPHR. 2021. V. 47 (6). P. 611.
  26. Харлачев Д.Е., Кирий Н.П. // Сборник научных статей VI Международной научно-практической конференции “Актуальные проблемы и перспективы развития радиотехнических и инфокоммуникационных систем” Радиоинфоком-2022. Москва 2022. С. 266.
  27. Кирий Н.П., Франк А.Г., Мингалеев А.Р., Мавлю-дов Т.Б., Шпаков К.В., Байдин И.С. // Физика плазмы. 2022. Т. 48. С. 1035. https://doi.org/10.31857/S0367292122601102
  28. www.nanoscan.su
  29. Грим Г. Спектроскопия плазмы. М.: Атомиздат. 1969.
  30. Грим Г. Уширение спектральных линий в плазме. М.: Мир. 1978.
  31. Майоров С.А. // Краткие сообщения по физике ФИАН 2007. Т. 34 (2). С. 26.
  32. Майоров С.А. // Краткие сообщения по физике ФИАН. 2012. Т. 39 (2). С. 31.
  33. Голятина Р.И., Майоров С.А. // Прикладная физика. 2011. № 5. С. 22.
  34. Королев Ю.Д. Элементарные и кинетические процессы в газоразрядной плазме. Издательство Томского политехнического университета. 2008.
  35. Смирнов Б.М. Введение в физику атомных столкновений. М.: Атомиздат. 1973.
  36. Смирнов Б.М. Ионы и возбужденные атомы в плазме. М.: Атомиздат. 1974.
  37. Райзер Ю.П. Физика газового разряда. М.: Наука. 1987.

Дополнительные файлы


© Российская академия наук, 2023