نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

• مهدی شهرکی پور ¹
• محبوب حسین پور ²

¹ گروه فیزیک، دانشکده علوم، دانشگاه شهید چمران اهواز

² دانشکده فیزیک، دانشگاه تبریز

چکیده

ناپایداری پلاسموئیدی در پلاسمای مغناطیدۀ تاج خورشید که ناشی از فرآیند توسعه یافتۀ بازاتصالی مغناطیسی غیر خطی است، انرژی ذخیره شدۀ مغناطیسی پلاسما را به صورت ناگهانی به شکل جت‌های پلاسمایی و شتاب ذرات غیر حرارتی و ذرات باردار  نسبیتی آزاد می‌کند. شتاب‌گیری ذرات باردار به سمت جو زمین از مهمترین پیامدهای بازاتصالی مغناطیسی و ایجاد پلاسموئیدها است که در تاج خورسیدی و نیز در مغناطوپوز و در دنبالۀ مغناطیسی زمین شکل می­گیرند. در این مقاله با استفاده از شبیه‌سازی دو بعدی ذره در سلول ناپایداری پلاسموئیدی، شتاب‌گیری ذرات باردار  در حین شکل‌گیری و رشد ناپایداری پلاسموئیدی در پلاسمای تاج خورشید از طریق تابع توزیع ذارت باردار بررسی شد. تابع توزیع ذرات باردار نشان می‌دهد که الکترون‌ها به دلیل شکل‌گیری ناپایداری پلاسموئیدی می‌توانند به سرعت‌های بالا دست یابند. در زمان‌های اولیۀ رشد ناپایداری پلاسموئیدی به دلیل زیاد شدن تعداد الکترون های تشدیدی در فرآیند برهم کنش موج-ذره، تابع توزیع ماکسولی دارای کوهان اضافی است که این شیب مثبت  پس از مدتی انرژی خود را به امواج می دهند و از بین می­روند. اما در ادامه پدیدۀ بازاتصالی مغناطیسی ذرات را به محتمل ترین سرعت می‌رساند.

کلیدواژه‌ها

• شتاب گیری ذرات
• بازاتصالی مغناطیسی
• ناپایداری پلاسموئیدی
• پلاسمای تاج خورشیدی
• شبیه‌سازی ذره در سلول

موضوعات

• فیزیک پلاسما

عنوان مقاله [English]

Investigating the role of plasmoid instability in the acceleration of charged particles in the solar coronal plasma

نویسندگان [English]

• Mahdi Shahraki pour ¹
• Mahboub Hosseinpour ²

¹ Department of Physics, Faculty of Science, Shahid Chamran University of Ahvaz

² Faculty of Physics, University of Tabriz

چکیده [English]

Plasmoid instability in the magnetized plasma of the solar corona, caused by the extended process of nonlinear magnetic reconnection, suddenly releases the plasma's stored magnetic energy in the form of plasma jets and accelerates non-thermal particles and relativistic charged particles. One of the most significant consequences of magnetic reconnection and the plasmoids formation in the solar Corona, as well as in the magnetopause and the Earth's magnetic tail, is the acceleration of charged particles towards the atmosphere. Based on a two-dimensional particle-in-cell simulation of plasmoid instability, the acceleration of charged particles within the solar coronal plasma is investigated through the charge particle distribution function. According to the distribution function of charged particles, electrons are capable of reaching upstream speeds upon plasmoid instability forming. During the early stages of the development of plasmoid instability, the Maxwell distribution function exhibits an additional hump due to an increase in the number of resonant electrons in the wave-particle interaction process. Eventually, this positive slope disappears and its energy is transferred to waves, but subsequent magnetic reconnection causes particles to travel at their most probable speed

کلیدواژه‌ها [English]

• Particles acceleration
• Magnetic reconnection
• Plasmoid instability
• Solar corona
• Particle-in-cell simulation