Михаил Гарасёв

Институт прикладной физики РАН

Влияние нелинейных эффектов на динамику вейбелевской неустойчивости
Гарасёв М. А., Деришев Е. В.

На основе численного моделирования вейбелевской неустойчивости методом частиц в ячейках выявлены особенности нелинейной эволюции магнитного поля. Основную роль нелинейные эффекты играют на стадии насыщения и стадии затухания магнитного поля. Показано, что нелинейное взаимодействие вейбелевских мод приводит к генерации длинноволновых возмущений магнитного поля. Такие длинноволновые возмущения, в отличии от относительно коротковолновых, которые возникают на линейной стадии развития вейбелевской неустойчивости, затухают значительно слабее и способны существовать в плазме длительное время. Эффективность такой генерации зависит от ширины спектра вейбелевской турбулентности, которая определяется начальными условиями. Также в численном моделировании исследовалась и нелинейная генерация коротковолновых гармоник. Измерение эволюции их амплитуд позволило измерить величину нелинейных эффектов. Показано, что к моменту насыщения неустойчивости нелинейные эффекты незначительны, даже в случае большой начальной анизотропии, поэтому нелинейное взаимодействие не является причиной насыщения роста магнитного поля. Обсуждаются астрофизические применения полученных результатов к бесстолкновительным ударных волнам.