Когерентное нелинейное взаимодействие волн в плазме - Вильхельмссон Х.
Скачать (прямая ссылка):
Подчеркнем в заключение, что основную неопределенность в расчеты типа приведенного выше вносит ^-спектр. Для его определения необходимо детально рассмотреть нелинейное взаимодействие конвективных ячеек (такое рассмотрение требуется и в связи с проблемой поперечной устойчивости ячеек, поскольку конвективные ячейки с произвольной зависимостью поля от х мо-
185
гут быть представлены в виде суперпозиции ячеек с гармонической зависимостью). Можно ожидать, что при выполнении условия vhXh<k~l порядок величины D почти не будет зависеть от деталей спектра по k, так как множитель ненамного пре-
вышает единицу.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Кадомцев Б. Б., Погуце О. П. — В кн.: Вопросы теории плазмы. Вып. 5.
М., Атомиздат, 1967.
2. Taylor J. В., McNamara В. — Phys. Fluids, 1971, v. 14, p. 1492.
3. Dawson J. М., Okuda H., Carlile R. N. — Phys. Rev. Lett., 1971, v. 27, p. 491.
4. Okuda H., Dawson J. M. — Phys. Fluids, 1973, v. 16, p. 408.
5. Tamano Т., Prater R., Ohkawa T. — Phys. Rev. Lett., 1973, v. 30, p. 431.
6. Кадомцев Б. Б., Погуце О. П. — Журн. эксперим. и теорет. физ., 1974, т. 66,
с. 2056.
7. Dawson J. М., Okuda Н., Rosen В. — Methods Computational Phys., 1976, v. 16, p. 282.
8. Mima K., Lee Y. C. UCLA Rep. PPG-321. Univ. of California, 1977.
9. Cheng C. Z., Okuda H. — Phys. Rev. Lett., 1977, v. 38, p. 708.
10. Drake J. R., Greenwood J. R., Navratil G. A., Post R. S. — Phys. Fluids, 1977, v. 20, p. 148.
11. Navratil G. A., Post R. S., Erhardt A. B. — Ibid., p. 156.
12. Петвиашвили В. И., Похотелов О. А.—Журн. эксперим. и теорет. физ.,
1977, т. 73, с. 498.
13. Сагде°ч Р. 3., Шапиро В. Д., Шевченко В. И. — Физика плазмы, 1978, т. 4, с 551
14. Cheng С. Z., Okuda Н. — Nucl. Fusion, 1978, v. 18, p. 587.
15. Hassam A. B., Kulsrud R. M. — Phys. Fluids, 1979, v. 22, p. 2097.
16. Nozak: K-, Taniuti Т., Watanabe K. Nagoya Univ. Rep. DPNU-40-78, DPNU-52-78, 1978.
17. Taniuti T. e. a. — Progr. Theor. Phys. Suppl., 1974, N 55, p. 1.
18. Hasegawa A., Mima K. — Phys. Fluids, 1978, v. 21, p. 87.
19. Weiland J., Sanuki H. — Phys. Lett., 1979, v. 72A, p. 221.
20. Sanuki H., Weiland J. Rep. IEET/PP-1979-13 Chalmers Univ. of Technology, Gotebo-g, 1979.
21. Ravlenko V. P., Weiland J. Rep. IEET/PP-15 Chalmers Univ. of Technology, Goteborg, 1979.
ГЛАВА 23
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ НЕЛИНЕЙНЫХ ЭФФЕКТОВ В ПЛАЗМЕ
Настоящая глава содержит краткий обзор некоторых результатов экспериментальных работ по исследованию нелинейных эффектов в плазме, выполненных в последние два десятилетия. Сначала упоминается ряд ранних работ пионерского характера, а затем обсуждаются наиболее интересные результаты лабораторных экспериментов, выполненных как со свободной, так и с замагниченной плазмой, включая исследования взаимодействия лазерного излучения с плазмой. Рассматриваются также те численные эксперименты, результаты которых в наиболее ясной форме демонстрируют роль нелинейных эффектов, особенно в
186
том аспекте, который представляет интерес в связи с основной целью данной книги, т. е. роль когерентных взаимодействий в плазме.
Первые экспериментальные результаты по нелинейным эффектам в плазме относятся примерно к 1965 г. [1—10]. Эти результаты были получены в США и Японии и явились началом длительного и активного периода исследований [11—110] в лабораториях различных стран мира, особенно в СССР, где было выполнено также большинство теоретических разработок по нелинейным эффектам в плазме.
Ранние исследования
В ранних экспериментальных работах по исследованию нелинейных эффектов в плазме, выполненных в США в середине шестидесятых годов, исследовались резонансы Тонкса — Даттнера, т. е. возбуждения типа электроакустических волн в радиально-неоднородном плазменном столбе [1, 2]. Вследствие того что в резонансных условиях существует сильная связь падающего излучения с плазменными волнами, в рассматриваемой системе могут развиваться коллективные колебания очень большой амплитуды, вместе с которыми ярко проявляются такие нелинейные явления, как генерация второй гармоники возбуждающего поля или возникновение излучения на частоте биений двух одновременно существующих колебаний.
Следует подчеркнуть, что в экспериментах подобного рода электронная плотность, при которой наступает резонанс для первичного поля, изменяется с частотой другого резонанса из-за наличия связи, т. е. рассматриваемые явления обусловлены внутренними нелинейными свойствами исследуемых систем и поэтому могут быть отделены от других нелинейных эффектов (типа люксембург-горьковского эффекта, градиентной связи и т. п.— см. гл. 24).
Японские экспериментальные работы середины шестидесятых годов были посвящены исследованиям параметрических явлений в плазме с магнитным полем [3], аномального циклотронного излучения [4], возбуждения высших гармоник и субгармоник электронных плазменных колебаний [5], смешивания частот при аномальном циклотронном излучении [6], возбуждения электронных и ионных плазменных колебаний в результате параметрического резонанса [7].
