Osobennosti dinamicheskogo spektra signalov, vozbuzhdaemykh shirokoaperturnym elektronnym potokom v zamagnichennoy plazme bol'shogo ob\"ema

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

На крупномасштабном стенде “Крот” исследованы электромагнитные сигналы, возбуждаемые широкоапертурным потоком электронов в лабораторной плазме в условиях, ограниченно моделирующих взаимодействие волн и частиц в околоземной плазме. Спектр электромагнитного излучения включает шумы свистового диапазона, возбуждаемые, предположительно, за счет токовой неустойчивости, а также дискретные (узкополосные) сигналы вблизи гармоник электронной циклотронной и плазменной частот. Показано, что узкополосные сигналы с положительным дрейфом частоты, наблюдаемые при инжекции электронного потока, обусловлены нестационарными вариациями концентрации плазмы за счет дополнительной ионизации нейтрального газа ускоренными электронами. Такие эффекты необходимо учитывать при интерпретации необычных форм динамического спектра в различных лабораторных экспериментах, моделирующих процессы в ионосфере и магнитосфере Земли.

About the authors

I. Yu Zudin

Институт прикладной физики РАН

Email: zudiniy@ipfran.ru
Н.Новгород, Россия

M. E. Gushchin

Институт прикладной физики РАН

Н.Новгород, Россия

N. A Aydakina

Институт прикладной физики РАН

Н.Новгород, Россия

S. V Korobkov

Институт прикладной физики РАН

Н.Новгород, Россия

I. P Solov'ev

Институт прикладной физики РАН

Н.Новгород, Россия

A. S Nikolenko

Институт прикладной физики РАН

Н.Новгород, Россия

V. I Gundorin

Институт прикладной физики РАН

Н.Новгород, Россия

K. N Loskutov

Институт прикладной физики РАН

Н.Новгород, Россия

A. G Demekhov

Институт прикладной физики РАН

Н.Новгород, Россия

References

  1. R. L. Stenzel, J. of Geophys. Res. 82, 4805 (1977).
  2. Х. Альвен, К.-Г. Фельтхаммар, Космическая электродинамика: Основные принципы, МИР, М. (1967).
  3. R. A. Helliwell, Whistlers and Related Ionospheric Phenomena, Stanford University Press, California (1965).
  4. M. Starodubtsev, and C. Krafft, Phys. Rev. Lett. 83, 1335 (1999).
  5. W. J. Burtis and R. A. Helliwell, Phys. Status Solidi 24, 1007 (1976).
  6. X.-J. Zhang, A. G. Demekhov, Y. Katoh, D. Nunn, X. Tao, D. Mourenas, Y. Omura, A. V. Artemyev, and V. Angelopoulos, J. Geophys. Res. Space Phys. 126, e2021JA029330 (2021).
  7. А. Г. Шалашов, А. В. Водопьянов, С. В. Голубев, А. Г. Демехов, В. Г. Зорин, Д. А. Мансфельд, С. В. Разин, Письма в ЖЭТФ 84, 375 (2006)
  8. M. E. Viktorov, A. G. Shalashov, E. D. Gospodchikov, N. Yu. Semin, and S. V. Golubev, Phys. Plasmas 27, 062104 (2020).
  9. X. An, B. van Compernolle, J. Bortnik, R. M. Thorne, L. Chen, and W. Li, Geophys. Res. Lett. 43, 2413 (2016).
  10. B. van Compernolle, X. An, J. Bortnik, R. M. Thorne, P. Priby, and W. Gekelman, Plasma Phys. Control. Fusion 59, 014016 (2017).
  11. S. N. Walker, A. G. Demekhov, S. A. Boardsen, N. Y. Ganushkina, D. G. Sibeck, and M. A. Balikhin, J. Geophys. Res. Space Phys. 121, 9701 (2016).
  12. N. P. Meredith, R. B. Horne, R. M. Thorne, and R. R. Anderson, J. Geophys. Res. 114, A07218 (2009).
  13. R. M. Thorne, B. Ni, X. Tao, R. B. Horne, and N. P. Meredith, Nature 467, 943 (2010).
  14. V. V. Zheleznyakov and E. Y. Zlotnik, Sol. Phys. 44, 461 (1975).
  15. М. Е. Викторов, С. В. Голубев, В. В Зайцев, Д. А. Мансфельд, Изв. Вузов. Радиофизика, 57, 947 (2014)
  16. И. Ю. Зудин, М. Е. Гущин, Н. А. Айдакина, С. В. Коробков, А. В. Стриковский, Письма в ЖЭТФ, 113, 92 (2021)
  17. Н. А. Айдакина, А. Г. Галка, В. И. Гундорин, М. Е. Гущин, И. Ю. Зудин, С. В. Коробков, А. В. Костров, К. Н. Лоскутов, М. М. Могилевский, С. Э. Привер, А. В. Стриковский, Д. В. Чугунин, Д. В. Янин, Геомагнетизм и Аэрономия, 58, 331 (2018)
  18. R. L. Stenzel, Rev. Sci. Instr. 47, 603 (1976).
  19. B. Van Compernolle, X. An, J. Bortnik, R. M. Thorne, P. Pribyl, and W. Gekelman, Phys. Rev. Lett. 114, 245002 (2015).
  20. G. Golubyatnikov, and R. L. Stenzel, Phys. Fluids B: Plasma Phys. 5, 3122 (1993).
  21. R. L. Stenzel, and G. Golubyatnikov, Phys. Fluids B: Plasma Phys. 5, 3789 (1993).
  22. E. M. Tejero, C. Crabtree, D. D. Blackwell, W. E. Amatucci, G. Ganguli, and L. Rudakov, Phys. Plasmas 23, 055707 (2016).
  23. R. L. Stenzel, Phys. Fluids B. 1, 1369 (1989).
  24. Е. Г. Шустин, Физика плазмы, 47, 518 (2021).
  25. Ю. Н. Агафонов, В. С. Бажанов, В. Я. Исякаев, Г. А. Марков, А. А. Похунков, Ю. В. Чугунов, С. А. Кулистиков, Письма в ЖЭТФ 52, 1127 (1990)
  26. M. Hyodo, K. Nakayama, M. Watanabe, and R. Ohmukai, Phys. Rev. A 76, 013419 (2007).
  27. V. Singh, V. B. Tiwari, A. Chaudhary, R. Shukla, C. Mukherjee, and S. R. Mishra, J. Appl. Phys. 133, 084402 (2023).

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2024 Российская академия наук