Исследование полоидального магнитного потока на плазменном фокусе ПФ-3 в рамках программы лабораторного моделирования астрофизических джетов

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Астрофизические джеты — это коллимированные потоки плазмы, наблюдаемые в различных астрофизических условиях, охватывающих семь порядков пространственного масштаба и двадцать порядков мощности, которые тем не менее имеют много общих черт. Это сходство в широком диапазоне масштабов указывает на единый физический механизм, лежащий в основе этого явления, что обуславливает значительный интерес к наблюдательным, теоретическим и численным исследованиям этого явления. Лабораторные астрофизические эксперименты по моделированию астрофизических джетов основаны на этом общем физическом механизме, ответственном за многомасштабное сходство плазменных потоков, остающееся действительным вплоть до лабораторных пространственных масштабов в миллиметры. Плазменные потоки, образовавшиеся после развала нецилиндрического z-пинча, сформированного в установке плазменного фокуса, недавно стали предметом экспериментальных исследований. Они обеспечивают важное дополнение к основным направлениям исследований по двум причинам. Во-первых, устраняется многогранная роль гравитации, излучения, ядерных реакций и связанной с ними астрофизики, сохраняя в качестве общей характеристики только быструю имплозию компактного плазменного объекта в магнитогидродинамической среде. Во-вторых, наблюдения могут быть проведены с использованием методов лабораторной диагностики плазмы. В этой статье мы сообщаем о предварительных результатах исследований полоидального магнитного потока, связанного со струями, существующего длительное время после развала пинча. Это важно в контексте неопределенности относительно происхождения полоидального магнитного поля, постулируемого в нескольких МГД-моделях астрофизических струйных явлений. Свидетельства, указывающие на наличие радиальной составляющей электрического поля, также предполагают существование вращения плазмы. Эти результаты позволяют рассчитывать, что дальнейшие эксперименты могут дать представление о процессах в астрофизических джетах, недоступных для исследований с помощью методов наблюдательной астрономии.

Об авторах

С.К. Х. Аулук

Международный научный комитет по плотной замагниченной плазме

Автор, ответственный за переписку.
Email: skhauluck@gmail.com
Польша, Варшава

В. И. Крауз

Международный научный комитет по плотной замагниченной плазме; НИЦ «Курчатовский институт»

Email: krauz_vi@nrcki.ru
Польша, Варшава; Россия, Москва

В. В. Мялтон

НИЦ «Курчатовский институт»

Email: skhauluck@gmail.com
Россия, Москва

А. М. Харрасов

НИЦ «Курчатовский институт»

Email: skhauluck@gmail.com
Россия, Москва

Список литературы

  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.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2024