INTEGRAL PLASMA CURRENT AND DETERMINATION OF CURRENT SHEET PARAMETERS

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

A method for prompt estimation of a number of key parameters that determine the features of the evolution and dynamics of current sheets produced in laboratory experiments has been proposed and realized experimentally. The method is based on the analysis of time dependences of the integral plasma current during its first half-period. The transverse dimensions of the current sheets and the strength of the initial electric field that initiates the sheet formation can be estimated on the base of defining the inductances of both the entire oscillatory contour and the region where the plasma current flows. Data on the plasma conductivity can be obtained by measuring the active resistance of the plasma gap and the dimensions of the current sheet. It is shown that the conductivity increased under conditions that corresponded to an increase in plasma density, indicating a turbulent nature of the conductivity.

About the authors

A. G. Frank

Prokhorov General Physics Institute, Russian Academy of Sciences

Email: annfrank@fpl.gpi.ru
Moscow, 119991 Russia

I. R. Nugaev

Prokhorov General Physics Institute, Russian Academy of Sciences

Email: gfnow@mail.ru
Moscow, 119991 Russia

D. E. Kharlachev

Prokhorov General Physics Institute, Russian Academy of Sciences

Moscow, 119991 Russia

References

  1. Syrovatskii S.I. // Annu. Rev. Astron. Astrophys. 1981. V. 19. P. 163.
  2. Прист Э., Форбс Т. Магнитное пересоединение. М.: Физматлит, 2005.
  3. Biscamp D. Magnetic Reconnection in Plasmas. Cambridge: Cambridge Univ. Press, 2000.
  4. Кадомцев Б.Б. // УФН. 1987. Т. 151. С. 3. doi: 10.3367/UFNr.0151.198701a.0003.
  5. Зеленый Л.М., Артемьев А.В., Малова Х.В., Петрукович А.А., Накамура Р. // УФН. 2010. Т. 180. C. 973. doi: 10.3367/UFNr.0180.201009g.0973.
  6. Зеленый Л.М., Малова Х.В., Григоренко Е.Е., Попов В.Ю. // УФН. 2016. Т. 186. С. 1153. doi: 10.3367/UFNr.2016.09.037923.
  7. Koepke M.E. // Rev. Geophys. 2008. V. 46. P. 1. doi: 10.1029/2005RG000168.
  8. Yamada M., Kurlsrud R., Ji H. // Rev. Modern Phys. 2010. V. 82. P. 603. doi: 10.1103/RevModPhys.82.603.
  9. Франк А. Г. // УФН. 2010. Т. 180. C. 982. doi: 10.3367/UFNr.0180.201009h.0982.
  10. Artemyev A.V., Petrukovich A.A., Frank A.G., Vasko I.Y., Nakamura R., Zelenyi L.M. // J. Geophys. Res. 2013. V. 118. P. 2789. doi: 10.1002/jgra.50297.
  11. Франк А.Г., Артемьев А.В., Зелёный Л.М. // ЖЭТФ. 2016. Т. 150. С. 807. doi: 10.7868/S0044451016100163.
  12. Frank A.G., Artemyev A.V., Lu S., Zhang X.-J., Kyrie N.P. // Plasma Phys. Contr. Fusion. 2023. V. 65. P. 095006. doi: 10.1088/1361-6587/ace73a.
  13. Zweibel E.G., Yamada M. // Ann. Rev. Astron. Astrophys. 2009. V. 47. P. 291. doi: 10.1146/annurev-astro-082708-101726.
  14. Frank A.G., Kyrie N.P., Savinov S.A., Nugaev I.R., Kharlachev D.E., Ivanov V.A., Stepakhin V.D. // Astronomy Rep. 2024. V. 68. P. 406. doi: 10.1134/S1063772924700392.
  15. Frank A.G. // Plasma Phys. Rep. 2022. V. 48. P. 574. doi: 10.1134/S1063780X22200144.
  16. Frank A.G., Kyrie N.P., Satunin S.N., Savinov S.A. // Universe. 2021. V. 7. P. 400. doi: 10.3390/universe7110400.
  17. Frank A.G., Savinov S.A. // Symmetry. 2024. V. 16. P. 103. doi: 10.3390/sym16010103.
  18. Юшков Е.В., Франк А.Г., Артемьев А.В., Петрукович А.А., Васько И.Ю. // Физика плазмы. 2015. Т. 41. С. 73. doi: 10.7868/S0367292115010060.
  19. Франк А.Г., Островская Г.В., Юшков Е.В., Артемьев А.В., Сатунин С.Н. // Космич. исслед. 2017. Т. 55. С. 48. doi: 10.7868/S0023420617010058.
  20. Юшков Е.В., Франк А.Г., Артемьев А.В., Петрукович А.А., Накамура Р. // Физика плазмы. 2018. Т. 44. С. 983. doi: 10.1134/S0367292118120119.
  21. Франк А.Г., Кирий Н.П., Иванов В.А., Савинов С.А., Огинов А.В., Мингалеев А.Р., Шпаков К.В., Нугаев И.Р., Харлачев Д.Е., Степахин В.Д. // Физмат. 2023. Т. 1. С. 84. doi: 10.56304/S0000000023020065.
  22. Франк А.Г. // Труды ФИАН. 1974. Т. 74. С. 108.
  23. Furth H.P., Killen I.K., Rosenbluth M.N. // Phys. Fluids. V. 227. P. 459. doi: 10.1063/1.1706761.
  24. Coppi B., Laval G., Pellat R. // Phys. Rev. Letters. 1966. V. 227. P. 1207. doi: 10.1103/PhysRevLett.16.1207.
  25. Сыроватский С.И., Франк А.Г., Ходжаев А.З. // Письма ЖЭТФ. 1972. Т. 15. С. 138.
  26. Stenzel R.L., Gekelman W. // J. Geophys. Res. 1981. V. 86. P. 649. doi: 10.1029/JA086iA02p00649.
  27. Богданов С.Ю., Марков В.С., Франк А.Г. // Письма ЖЭТФ. 1982. Т. 35. С. 232.
  28. Ono Y., Morita A., Katsurai M., Yamada M. // Phys. Fluids B. 1993. V. 5. P. 3691. doi: 10.1063/1.860840.
  29. Yamada M., Ji H., Hsu S., Carter T., Kulsrud R., Bretz N., Jobes F., Ono Y., Perkins F. // Phys. Plasmas. 1997. V. 14. P. 1936. doi: 10.1063/1.872336.
  30. Egedal J., Oiroset M., Fox W., Lin R.P. // Phys. Rev. Lett. 2005. V. 94. P. 025006. doi: 10.1103/PhysRevLett.94.025006.
  31. Франк А.Г., Сатунин С.Н. // Физика плазмы. 2011. Т. 37. С. 889.
  32. Франк А.Г., Сатунин С.Н. // Письма ЖЭТФ. 2020. Т. 112. С. 667. doi: 10.31857/S1234567820220061.
  33. Frank A.G., Bogdanov S.Yu., Markov V.S., Dreiden G.V., Ostrovskaya G.V. // Phys. Plasmas. 2005. V. 12. P. 052316. doi: 10.1063/1.1896376.
  34. Богданов С.Ю., Дрейден Г.В., Марков В.С., Островская Г.В., Франк А.Г. // Физика плазмы 2007. Т. 33. С. 1014.
  35. Островская Г.В., Франк А.Г., Богданов С.Ю. // ЖТФ 2010. Т. 80. С.24.
  36. Островская Г.В., Франк А.Г. // Физика плазмы. 2014. Т. 40. С. 24. doi: 10.7868/S0367292114010090.
  37. Воронов Г.С., Кирий Н.П., Франк А.Г. // Физика плазмы. 2002. Т. 28. С. 1004.
  38. Воронов Г.С., Кирий Н.П., Марков В.С., Островская Г.В., Франк А.Г. // Физика плазмы. 2008. Т. 34. С. 1080.
  39. Кирий Н.П., Марков В.С., Франк А.Г., Васильков Д.Г., Воронова Е.В. // Физика плазмы. 2016. Т. 42. С. 563. doi: 10.7868/S0367292116060044.
  40. Кирий Н.П., Франк А.Г., Васильков Д.Г. // Физика плазмы. 2019. Т. 45. С. 313. doi: 10.1134/S0367292119040036.
  41. Калантаров П.Л., Цейтлин Л.А. Расчет индуктивностей. Л.: Энергоатомиздат, 1986.
  42. Харлачев Д.Е., Нугаев И.Р. // I Всероссийская научная школа НЦФМ по экспериментальной лабораторной астрофизике и геофизике, Саров, 2023. Т. 1. С. 96.
  43. Богданов С.Ю., Бугров С.Г., Грицына В.П., Зверев О.В., Карпов Г.В., Марков В.С., Репин Д.В., Франк А.Г. // Физика плазмы. 2007. Т. 33. С. 483.
  44. Сыроватский С.И. // ЖЭТФ. 1971. Т. 6. С. 1727.
  45. Hamberger S.M., Friedman M. // Phys. Rev. Lett. 1968. V. 21. P. 674.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».