Studies of Dynamics of Neutral Component of Current Sheet Plasma, Based on Spectral Broadening of Helium Line He I 5876 Å

N. P. Kyrie; Кирий Н. П.; D. E. Kharlachev; Харлачев Д. Е.; K. V. Shpakov; Шпаков К. В.

doi:10.31857/S0367292123601194

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

Авторы: Кирий Н.П.¹, Харлачев Д.Е.¹, Шпаков К.В.²
Учреждения:
1. Институт общей физики им. А.М. Прохорова РАН
2. Физический институт им П.Н. Лебедева РАН
Выпуск: Том 49, № 11 (2023)
Страницы: 1092-1100
Раздел: ДИНАМИКА ПЛАЗМЫ
URL: https://bakhtiniada.ru/0367-2921/article/view/233131
DOI: https://doi.org/10.31857/S0367292123601194
EDN: https://elibrary.ru/FOKMZO
ID: 233131

Цитировать

Полный текст

Аннотация
Об авторах
Список литературы
Дополнительные файлы
Статистика

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 W_x вследствие резонансной перезарядки ускоренных ионов в плазме токового слоя. Энергия направленного движения атомов гелия достигает величины W_x ≈ (480 ± 120) эВ, что в ~ 20 раз превышает температуру атомов гелия T_a ≈ (20 ± 2) эВ в те же моменты времени. При формировании токового слоя в 3D магнитной конфигурации быстрые атомы гелия не наблюдались.

Ключевые слова

плазма, токовый слой, спектроскопия, уширение спектральной линии, температура и энергия направленного движения атомов гелия, сечение резонансной перезарядки

Список литературы

Syrovatskii S.I. // Annu. Rev. Astron. Astrophys. 1981. V. 19. P. 163.
Кадомцев Б.Б. // УФН 1981. Т. 151. С. 3.
Прист Э., Форбс Т. Магнитное пересоединение. – М.: Физматлит. 2005. 592 с.
Франк А.Г. // УФН 2010. Т. 180. С. 982.
Yamada M., Kulsrud R., H Ji. // Rev. Modern Phys. 2010. V. 82 (1). P. 603.
Yamada M., Yoo J., Myers C.E. // Phys. Plasmas. 2016. V. 23 (5). P. 055402(1).
Yamada M. Magnetic reconnection: a modern synthesis of theory, experiment, and observations. – Princeton University Press. Princeton Series in Astrophysics. 2022. V. 47. 312 p.
Gekelman W., De Haas T., Daughton W., Van Compernolle B., Intrator T., Vincena S. // Phys. Rev. Lett. 2016. V. 116. P. 235101 (1).
Frank. A.G, Kyrie N.P., Satunin S.N. // Phys. Plasmas. 2011. V. 18 (11). P. 111209 (1).
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).
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).
Frank A.G., Artemyev A.V., Zelenyi L.M. // J. Exp. Theor. Phys. 2016. V. 123. P. 699.
Frank A.G., Kyrie N.P., Satunin S.N., Savinov S.A. // Universe 2021. V. 7 (11). P. 400 (1).
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.
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.
Hoshino M., Mukai T., Shinohara I., Saito Y., Koku-bun S. // J. Geophys. Res. 2000. V. 105. P. 337.
Walia N.K., Seki K., Amano T. // J. Geophys. Res. 2022. V. 127 (5). P. 30066.
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).
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.
Кирий Н.П., Марков В.С., Франк А.Г. // Физика плазмы. 2010. Т. 36 (4). С. 387.
Кирий Н.П., Франк А.Г. // Физика плазмы. 2012. Т. 38. С. 1042.
Кирий Н.П., Марков В.С., Франк А.Г. // Письма в ЖЭТФ. 2012. Т. 95. С. 17.
Frank A.G., Kyrie N.P. // Plasma Phys. Rep. 2017. V. 43. P. 696.
Кирий Н.П., Франк А.Г., Васильков Д.Г. // Физика плазмы. 2019. Т. 45 (4). С. 313.
Kyrie N.P., Savinov S.A. // PPHR. 2021. V. 47 (6). P. 611.
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.
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
www.nanoscan.su
Грим Г. Спектроскопия плазмы. М.: Атомиздат. 1969.
Грим Г. Уширение спектральных линий в плазме. М.: Мир. 1978.
Майоров С.А. // Краткие сообщения по физике ФИАН 2007. Т. 34 (2). С. 26.
Майоров С.А. // Краткие сообщения по физике ФИАН. 2012. Т. 39 (2). С. 31.
Голятина Р.И., Майоров С.А. // Прикладная физика. 2011. № 5. С. 22.
Королев Ю.Д. Элементарные и кинетические процессы в газоразрядной плазме. Издательство Томского политехнического университета. 2008.
Смирнов Б.М. Введение в физику атомных столкновений. М.: Атомиздат. 1973.
Смирнов Б.М. Ионы и возбужденные атомы в плазме. М.: Атомиздат. 1974.
Райзер Ю.П. Физика газового разряда. М.: Наука. 1987.