Магнитоактивная плазма

Магнитоакти́вная пла́зма — плазма, помещённая во внешнее магнитное поле. Поскольку плазма представляет собой ионизированный газ, состоящий из заряженных частиц, наличие магнитного поля оказывает значительное влияние на все процессы, происходящие в плазме.

Примеры

Магнитоактивная плазма широко распространена в природе, в частности, примерами могут служить:

• Ионосферная плазма в магнитном поле Земли
• Плазма в звёздах
• Плазма в магнитных ловушках

Характеристики

По сравнению с обычной плазмой магнитоактивная плазма характеризуется дополнительными параметрами:

• электронная циклотронная частота

  $\omega_{ce} = \frac{eB}{mc}$

• ионная циклотронная частота

  $\omega_{ci} = \frac{ZeB}{Mc}$

• ларморовский радиус электрона

  $r_{eB} = \frac{mv_{Te}c}{eB}$

• ларморовский радиус иона

  $r_{iB} = \frac{mv_{Ti}c}{eB}$

где введены обозначения e — элементарный заряд, c — скорость света, B — индукция магнитного поля, Z — кратность ионизации ионов, m, M — масса электронов и ионов соответственно, v_Te, v_Ti — тепловые скорости электронов и ионов соответственно. Все величины берутся в единицах СГС.

Волны в магнитоактивной плазме

В магнитном поле происходит снятие вырождения по поляризации у волн в плазме, в связи с чем появляются новые ветви собственных волн. Среди них исторически выделяют:

• Альфвеновские волны
• Магнитный звук (быстрая и медленная магнитозвуковые волны)
• Обыкновенная и необыкновенная волны
• Циклотронные волны
• Моды Бернштейна
• Дрейфовые волны (только в неоднородной плазме)

Существенную роль также играют резонансы, которые проявляются на так называемых гибридных частотах и на ионной циклотронной частоте.

Литература

• Лифшиц, Е. М., Питаевский, Л. П. Физическая кинетика. — («Теоретическая физика», том X).
• В. Л. Гинзбург, А. А. Рухадзе Волны в магнитоактивной плазме. — М.: Наука, 1975. — 254 с.