0104055 - UFA-U 20040045 RIV US eng J - Journal Article
Hellinger, Petr - Trávníček, Pavel - Menietti, J. D.
Effective collision frequency due to ion-acoustic instability: Theory and simulations.
[Efektivní srážková frekvence způsobená iontově-akustickou nestabilitou: Teorie a simulace.]
Geophysical Research Letters. Roč. 31, č. 10 (2004), L10806. ISSN 0094-8276. E-ISSN 1944-8007
R&D Projects: GA MŠMT ME 500; GA AV ČR IAA3042403
Grant - others:ESA PRODEX(XE) 14529/00/NL/SFe; NASA(US) NAG5-11942
Institutional research plan: CEZ:AV0Z3042911
Keywords : Magnetospheric Physics: Plasma waves and instabilities * Space Plasma Physics: Kinetic and MHD theory * Space Plasma Physics: Magnetic reconnection
Subject RIV: BL - Plasma and Gas Discharge Physics
Impact factor: 2.378, year: 2004

We study the ion-acoustic instability driven by a drift between Maxwellian protons and electrons in a nonmagnetized plasma using a Vlasov simulation with the realistic proton to electron mass ratio. Simulation results for similar electron and proton temperatures are in good agreement with predictions. Namely, during the linear and saturation phases the effective collision frequency observed in the simulation is in quantitative agreement with the quasi-linear predictions. However, previous estimates [ Galeev and Sagdeev, 1984 ; Labelle and Treumann, 1988 ] give the effective collision frequency less than one tenth the simulated values. The theoretical and simulation results are in a partial agreement with the simulation work by Watt et al. [2002] who used a non-realistic mass ratio. After the saturation, the effective collision frequency increases owing to the existence of backward-propagating ion-acoustic waves. These waves result from induced scattering on protons and contribute to the anomalous transport of electrons.

Studujeme iontově-akusticou nestabilitu generovanou driftovou rychlostí mezi Maxwellovskými protony a elektrony v nemagnetizované plazmatu za požití Vlasovské simulace s realistickým poměrem elektronové a protonove hmotnosti. Výsledky simulací jsou v dobré shodě s teorií: během lineární a saturační fáze simulovaná efektivní srážková frekvence je kvantitativně srovnatelná s kvazilineární předpovědí. Nicméně, předchozí odhady [Galeev and Sagdeev, 1984; Labelle and Treumann, 1988] dávají hodnoty o méně než jeden rád nižší než ty pozorované v simulaci. Tyto výsledky částečně souhlasí se simulačními výsledky Watt et al. [2002] pro nerealistický poměr hmotností. Po saturaci efektivní srážková frekvence stále roste díky přítomnosti zpětných iontově-akustických vln. Tyto vlny vznikají rozptylem na protonech původních vln generovaných nestabilitou.
Permanent Link: http://hdl.handle.net/11104/0011343