Investigation of the poloidal magnetic flux at the PF-3 plasma focus within the framework of the program of laboratory simulation of astrophysical jets

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Astrophysical jets are collimated plasma outflows observed in diverse astrophysical settings covering seven decades of spatial scale and twenty decades of power, which, nevertheless, share many common features. This similarity over wide range of scales indicates a common core of physics underlying this phenomenon, leading to considerable interest in observational, theoretical and numerical studies. Laboratory astrophysics experiments for simulating astrophysical jets are premised on this common core of physics responsible for multi-scale similarity of jets remaining valid down to laboratory spatial scales of millimeters. Jets formed after the disassembly of the non-cylindrical z-pinch formed in a plasma focus installation have recently been subjects of observational studies. They offer an important complementarity to the main lines of investigations in two respects. Firstly, the multi-faceted role of gravity, radiation, nuclear reactions and related astrophysics is eliminated retaining only a rapid implosion of a compact plasma object in a magnetohydrodynamic environment as a common feature. Secondly, observations can be made using techniques of laboratory plasma diagnostics. In this paper, we report preliminary results regarding presence of poloidal magnetic flux associated with the jets lasting long after the pinch disassembly. This is significant in the context of uncertainty regarding the origin of poloidal magnetic field postulated in several MHD models of astrophysical jet phenomena. Evidence indicating presence of a radial component of electric field suggests existence of plasma rotation as well. These results suggest that more refined experiments can provide insights into the astrophysical jetting phenomena not available from observational astronomy techniques.

About the authors

S. K. H. Auluck

International Scientific Committee on Dense Magnetized Plasmas

Author for correspondence.
Email: skhauluck@gmail.com
Poland, Warsaw

V. I. Krauz

International Scientific Committee on Dense Magnetized Plasmas; NRC Kurchatov Institute

Email: krauz_vi@nrcki.ru
Poland, Warsaw; Moscow, Russia

V. V. Myalton

NRC Kurchatov Institute

Email: skhauluck@gmail.com
Russian Federation, Moscow

A. M. Kharrasov

NRC Kurchatov Institute

Email: skhauluck@gmail.com
Russian Federation, Moscow

References

  1. De Gouveia Dal Pino E. M. // AIP Conference Proceedings. 2005. V. 784. P. 183. https://doi.org/10.1063/1.2077183
  2. Romero G. E. // Astron. Nachr. 2021. V. 342. P. 727. https://doi.org/10.1002/asna.202113989
  3. Vlahakis N., Tsinganos K. // Monthly Not. Royal Astron. Soc. 1999. V. 307. P. 279.
  4. Pudritz R. E., Hardcastle M. J., Gabuzda D. C. // Space Sci. Rev. 2012. V. 169. P. 27. https://doi.org/10.1007/s11214-012-9895-z
  5. Beall J. H. // Acta Polytechnica CTU Proceed. 2014. V. 1(1). P. 259. https://doi.org/10.14311/APP.2014.01.0259
  6. Livio M. // Phys. Reps. 1999. V. 311. P. 225.
  7. Cayuso R., Carrasco F., Sbarato B., Reula O. // Phys. Rev. 2019. V. D100. P. 063009.
  8. Begelman M. Astrophysical Jets, 2011. http://www.kwasan.kyoto-u.ac.jp/ndams/presentation/begelman.pdf
  9. Farley D. R., Estabrook K. G., Glendinning S. G., Glenzer S. H., Remington B. A., Shigemori K., Stone J. M., Wallace R. J., Zimmerman G. B., Harte J. A. // Phys. Rev. Lett. 1999. V. 83. P. 1982
  10. Albertazzi B., Ciardi A., Nakatsutsumi M., Vinci T., Béard J., Bonito R., Billette J., Borghesi M., Burkley Z., Chen S. N., Cowan T. E., Herrmannsdörfer T., Higginson D. P., Kroll F., Pikuz S. A., Naughton K., Romagnani L., Riconda C., Revet G., Riquier R., Schlenvoigt H-P., Skobelev I. Yu., Faenov A. Ya., Soloviev A., Huarte-Espinosa M., Frank A., Portugall O., Pépin H., Fuchs J. // Science. 2014. V. 346. P. 325
  11. Lebedev S. V., Frank A., Ryutov D. D. // Rev. Mod. Phys. 2019. V. 91. P. 025002.
  12. Hsu S. C.; Bellan P. M. // Monthly Not. Royal Astron. Soc. 2002. V. 334 P. 257.
  13. Krauz V., Myalton V., Vinogradov V., Velikhov E., Ananyev S., Vinogradova Yu., Dan’ko S., Kalinin Yu., Kanaev G., Mitrofanov K., Mokeev A., Nashilevsky A., Nikulin V., Pastukhov A., Remnev G., Stepanenko A., Kharrasov A. // Physica Scripta. 2014. V. T161. P. 014036.
  14. Krauz V., Myalton V., Vinogradov V., Velikhov E., Ananyev S., Dan’ko S., Kalinin Yu., Kharrasov A., Mitrofanov K., Vinogradova Yu. // 42nd EPS Confer. Plasma Phys., Lisbon, Portugal, 2015, V. 39E, ISBN2-914771-98-3, P. 4.401. http://ocs.ciemat.es/EPS2015PAP/pdf/P4.401.pdf
  15. Pavez Cr., Pedreros J., Tarifeño-Saldivia A., Soto L. // Phys. Plasmas. 2015. V. 22. P. 040705. https://doi.org/10.1063/1.4919260
  16. Bernard A., Bruzzone H., Choi P., Chuaqui H., Gribkov V., Herrera J., Hirano K., Lee S., Luo C., Mezzetti F., Sadowski M. J., Schmidt H., Ware K., Wong C. S., Zoita V. // J. Moscow Phys. Soc. 1998. V. 8. P. 93.
  17. Auluck S., Kubes P., Paduch M., Sadowski M. J., Krauz V. I., Lee S., Soto L., Scholz M., Miklaszewski R., Schmidt H., Blagoev A., Samuelli M., Sing Seng Y., Springham V., Talebitaher A., Pavez C., Akel M., Ling Yap S., Verma R., Kolacek K., Keat P. L. Ch., Rawat R., Abdou A., Zhang G., Laas T. // Plasma. 2021. V. 4. P. 450.
  18. Митрофанов К. Н., Крауз В. И., Мялтон В. В., Велихов Е. П., Виноградов В. П., Виноградова Ю. В., Виноградова Ю. В. // ЖЭТФ. 2014. Т. 146. С. 1035.
  19. Митрофанов К. Н., Крауз В. И., Мялтон В. В., Виноградов В. П., Харрасов А. М., Виноградова Ю. В. // Астрономич. ж. 2017. Т. 94. С. 152.
  20. Krauz V. I., Mitrofanov K. N., Paduch M., Tomaszewski K., Szymaszek A., Zielinska E., Pariev V. I., Beskin V. S., Istomin Ya. N. // J. Plasma Phys. 2020. V 86. P. 905860607.
  21. Крауз В. И., Митрофанов К. Н., Мялтон В. В., Ильичев И. В., Харрасов А. М., Виноградова Ю. В. // Физика плазмы. 2021. Т. 47. С. 829.
  22. Крауз В. И., Войтенко Д. А., Митрофанов К. Н., Мялтон В. В., Аршба Р. М., Астапенко Г. И., Марколия А. И., Тимошенко А. П. // Вопросы атомной науки и техники (ВАНТ). Сер. Термоядерный синтез. 2015. Вып. 2. С. 19.
  23. Filippov N. V., Filippova T. I., Khutoretskaia I. V., Mialton V. V., Vinogradov V. P. // Phys. Lett. 1996. V. A 211. P. 168
  24. Андреещев Е. А., Войтенко Д. А., Крауз В. И., Марколия А. И., Матвеев Ю. В., Решетняк Н. Г., Хаутиев Е. Ю. // Физика плазмы. 2007. Т. 33. С. 247.
  25. Scholz M., Miklaszewski R., Gribkov V. A., Mezzetti F. // Nukleonika. 2000. V. 45. P. 155.
  26. Krauz V. I., Mitrofanov K. N., Scholz M., Paduch M., Kubes P., Karpinski L., Zielinska E. // Eur Phys. Lett, 2012. Vol 98. P. 45001
  27. Auluck S. K. H. // Phys. of Plasmas. 2002. V. 9. P. 88.
  28. Auluck S. K. H. // Plasma Science and Applications (ICPSA 2013) Internat. J. Modern Phys.: Confer. Ser. 2014. V. 32 P. 1460315. https://doi.org/ 10.1142/S2010194514603159
  29. Митрофанов К. Н., Крауз В. И., Грабовский Е. В., Мялтон В. В., Падух М., Грицук А. Н. // Приборы и техника эксперимента. 2018. Вып. 2, С. 78.
  30. Walg S., Achterberg A., Markoff S., Keppens R., Melia-ni Z. // Monthly Not. Royal Astron. Soc. 2013. V. 433. P. 1453. https://doi.org/ 10.1093/mnras/stt823
  31. Крауз В. И., Митрофанов К. Н., Войтенко Д. А., Астапенко Г. И., Марколия А. И., Тимошенко А. П. // Астрономич. ж. 2019. Т. 96. С. 456.
  32. Митрофанов К. Н., Ананьев С. С., Войтенко Д. А., Крауз В. И., Астапенко Г. И., Марколия А. И., Мялтон В. В. // Астрономич. ж. 2017. Т. 94. С. 762
  33. Krauz V. I., Paduch M., Tomaszewski K., Mitrofanov K. N., Kharrasov A. M., Szymaszek A., Zielinska E. // European Phys. Lett. 2020. V. 129. P. 15003.
  34. Крауз В. И., Виноградов В. П., Харрасов А. М., Мялтон В. В., Митрофанов К. Н., Бескин В. С., Виноградова Ю. В., Ильичев И. В. // Астрономич. ж. 2023. Т. 100. С. 19.
  35. Auluck S. K. H. // Phys. Plasmas. 2020. V. 27. P. 022308. https://doi.org/10.1063/1.5139609
  36. Крауз В. И., Виноградов В. П., Мялтон В. В., Виноградова Ю. В., Харрасов А. М. // Вопросы атомной науки и техники (ВАНТ). Сер. Термоядерный синтез. 2018. Вып. 3. С. 48.
  37. Auluck S. K. H. // Phys. Plasmas. 2022. V. 29. P. 030703. https://doi.org/10.1063/5.0085870
  38. Auluck S. K. H. // Phys. Plasmas. 2011. V. 18. P. 032508.
  39. Крауз В. И., Митрофанов К. Н., Харрасов А. М., Ильичев И. В., Мялтон В. В., Ананьев С. С., Бескин В. С. // Астрономический журнал. 2021. Т. 98. С. 29.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».