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實(shí)驗(yàn)室等離子體實(shí)驗(yàn)研究吸積盤(pán)和射流的磁動(dòng)力學(xué)
（文獻(xiàn)部分內(nèi)容摘抄）
本文描述了一個(gè)實(shí)驗(yàn)室等離子體實(shí)驗(yàn)和初步結(jié)果，這將有助于深入了解吸積盤(pán)和射流的磁動(dòng)力學(xué)。高速多幀CCD相機(jī)顯示了準(zhǔn)直等離子體的形成和螺旋不穩(wěn)定的圖像，類(lèi)似于圓盤(pán)噴流的MHD模型，也顯示了與球狀馬克形成相關(guān)聯(lián)的等離子分離，這可能與圓盤(pán)風(fēng)和耀斑有關(guān)。等離子體由平面磁化同軸產(chǎn)生。所得到的磁拓?fù)淙Q于磁螺旋注入的細(xì)節(jié)，即同軸施加的無(wú)力狀態(tài)特征值.
吸積盤(pán)在天體物理學(xué)中占有主導(dǎo)地位。在年輕恒星體(YSO)中顯現(xiàn)突出，雙恒星系統(tǒng)和活動(dòng)星系核(AGN)。一個(gè)未解之謎是高度準(zhǔn)直的雙玻與吸積盤(pán)有關(guān)的大噴流和偶發(fā)耀斑。前一段時(shí)間有人提出，磁場(chǎng)發(fā)電機(jī)一可以提供必要的射流形成和準(zhǔn)直機(jī)制。磁流體動(dòng)力學(xué)(MHD)模擬表明，噴射是旋轉(zhuǎn)盤(pán)在磁場(chǎng)存在下的自然結(jié)果。在擬中觀(guān)測(cè)了噴流結(jié)構(gòu)，如結(jié)，以及階段性行為。這些模型的細(xì)節(jié)不太可能在不久的將來(lái)通過(guò)觀(guān)測(cè)得到檢驗(yàn)。因此，實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)對(duì)于這一目的是非常有用的。應(yīng)該指出的是，天體物理噴流在理論上已與等離子相聯(lián)系，等離子實(shí)驗(yàn)學(xué)家在天體物理射流物理學(xué)的背景下解釋了共壓等離子流。
迄今為止的實(shí)驗(yàn)結(jié)果圍繞著等離子體演化的時(shí)間分辨全球成像。這里顯示的年齡是使用德國(guó) Excelitas PCO 公司的 pco.dicam多幀電荷耦合器件(CCD)相機(jī)，它多8個(gè)圖像每次等離子體放電。攝像機(jī)視圖通過(guò)20.3厘米的窗口進(jìn)行，以便電極出現(xiàn)在每個(gè)幀的右側(cè)。為了便于查看，對(duì)圖像應(yīng)用了假顏色表。通常情況下，等離子體是在未過(guò)濾的可見(jiàn)光中觀(guān)察到的。然而，通過(guò)使用過(guò)濾器，已證實(shí)大部分光發(fā)射來(lái)自中性氫線(xiàn)過(guò)渡。每幀的曝光時(shí)間為20 ns，幀間時(shí)間通常設(shè)置為1.5 ucs，這是在阿爾芬傳輸時(shí)間的順序。
較高的等離子體和不穩(wěn)定的中心柱，其中&炮峰值在71m-1處。準(zhǔn)直等離子體中出現(xiàn)了高度非線(xiàn)性的螺旋擾動(dòng)。通過(guò)改變通過(guò)CCD攝像機(jī)定時(shí)，可以確定不穩(wěn)定性的特征生長(zhǎng)時(shí)間，約為1.7us，類(lèi)似于特征阿爾芬時(shí)間。這種不穩(wěn)定性似乎是一種理想的電流驅(qū)動(dòng)扭結(jié)模式。
基于等離子體的實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)近似了星盤(pán)系統(tǒng)的邊界條件和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，實(shí)驗(yàn)表明，磁螺旋在這些邊界條件下的投射自然地導(dǎo)致準(zhǔn)直等離子和分離等離子，提示分別是圓盤(pán)噴流和耀斑。等離子體柱中螺旋不穩(wěn)定的發(fā)生與理想電流驅(qū)動(dòng)扭結(jié)條件一致。
磁拓?fù)湟蕾?lài)于施加在等離子體上的無(wú)力態(tài)本征值。有人認(rèn)為，泰勒弛豫對(duì)吸積盤(pán)和射流的磁結(jié)構(gòu)提供了有用的描述。這些結(jié)果表明，實(shí)驗(yàn)的概念，磁驅(qū)動(dòng)射流是一個(gè)可行的。計(jì)劃對(duì)所觀(guān)察到的等離子體進(jìn)行更多的定量表征。這將包括通過(guò)可插入探針直接測(cè)量磁場(chǎng)、通過(guò)光譜測(cè)量沿著平行等離子體的離子流速以及通過(guò)探針測(cè)量等離子體壓力輪文件。
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