Солнечно-земная
Физика

Справочник

Бесстолкновительные ударные волны

Бесстолкновительные ударные волны представляют собой резкие изменения параметров плазмы (плотности, температуры, магнитного поля и др.), возникающие при сверхзвуковом движении плазмы и имеющие толщину фронта, существенно меньшую длины свободного пробега, так что парных столкновений в них не происходит. В лабораторной плазме бесстолкновительные ударные волны возникают при сжатии и нагреве плазмы быстронарастающим магнитным полем. В космических условиях образование бесстолкновительной ударной волны происходит, например, при взаимодействии солнечного ветра с магнитосферами планет, при взаимодействии звездного ветра с магнитосферами пульсаров. Наиболее изученный в космической плазме объект - ударная волна магнитосферы Земли, толщина фронта которой на несколько порядков величины меньше длины свободного пробега.

В плазме, по которой уже прошла ударная волна, всегда имеются частицы, движущиеся быстрее фронта, которые, забегая вперед в невозмущенную волной плазму, могли бы создать расплывание фронта до толщины, сравнимой с длиной свободного пробега. Однако этого не происходит по двум причинам. При наличии магнитного поля, параллельного фронту волны или направленного под углом к нему, поле заворачивает частицы, движущиеся поперек фронта на расстоянии порядка ларморовского радиуса, который, таким образом, играет роль длины свободного пробега. Если магнитное поле перпендикулярно фронту волны или вообще отсутствует, то механизм, препятствующий расплыванию, имеет коллективную природу, то есть осуществляется с помощью возбуждаемых неустойчивостей и волн. Если в невозмущенную волной область плазмы проникла через фронт группа (пучок) быстрых частиц, то перед фронтом волны развиваются пучковая неустойчивость и интенсивные колебания плазмы, которые эффективно тормозят быструю компоненту. В этом случае также как бы происходит переопределение длины свободного пробега с учетом коллективных процессов.

"Физическая энциклопедия"


Назад, к оглавлению справочника

rev 14/01.04