实验室等离子体实验研究吸积盘和射流的磁动力学

（文献部分内容摘抄）

本文描述了一个实验室等离子体实验和初步结果，这将有助于深入了解吸积盘和射流的磁动力学。高速多帧CCD相机显示了准直等离子体的形成和螺旋不稳定的图像，类似于圆盘喷流的MHD模型，也显示了与球状马克形成相关联的等离子分离，这可能与圆盘风和耀斑有关。等离子体由平面磁化同轴枪产生。所得到的磁拓扑取决于磁螺旋注入的细节，即同轴枪施加的无力状态特征值。

吸积盘在天体物理学中占有主导地位。在年轻恒星体(YSO)中显现突出，双恒星系统和活动星系核(AGN)。一个未解之谜是高度准直的双玻与吸积盘有关的大喷流和偶发耀斑。前一段时间有人提出，磁场发电机一可以提供必要的射流形成和准直机制。磁流体动力学(MHD)模拟表明，喷射是旋转盘在磁场存在下的自然结果。在拟中观测了喷流结构，如结，以及阶段性行为。这些模型的细节不太可能在不久的将来通过观测得到检验。因此，实验室实验的数据对于这一目的是非常有用的。应该指出的是，天体物理喷流在理论上已与等离子枪相联系，等离子实验学家在天体物理射流物理学的背景下解释了共压枪等离子流。

迄今为止的实验结果围绕着等离子体演化的时间分辨全世界成像。这里显示的年龄是使用德国Excelitas PCO公司 pco.dicam多帧电荷耦合器件(CCD)相机，它最多8个图像每次等离子体放电。摄像机视图通过20.3厘米的窗口进行，以便枪电极出现在每个帧的右侧。为了便于查看，对图像应用了假颜色表。通常情况下，等离子体是在未过滤的可见光中观察到的。然而，通过使用过滤器，已证实大部分光发射来自中性氢线过渡。每帧的曝光时间为20 ns，帧间时间通常设置为1.5 ucs，这是在阿尔芬传输时间的顺序。

较高的等离子体和不稳定的中心柱，其中&炮峰值在近平71m-1处。准直等离子体中出现了高度非线性的螺旋扰动。通过改变通过CCD摄像机定时，可以确定不稳定性的特征生长时间，约为1.7us，类似于特征阿尔芬时间。这种不稳定性似乎是一种理想的电流驱动扭结模式。

基于等离子体枪的实验室实验近似了星盘系统的边界条件和拓扑结构，实验表明，磁螺旋在这些边界条件下的投射自然地导致准直等离子和分离等离子，提示分别是圆盘喷流和耀斑。等离子体柱中螺旋不稳定的发生与理想电流驱动扭结条件一致。

磁拓扑依赖于施加在等离子体枪上的无力态本征值和枪。有人认为，泰勒弛豫对吸积盘和射流的磁结构提供了有用的描述。这些结果表明，实验的概念，磁驱动射流是一个可行的。计划对所观察到的等离子体进行更多的定量表征。这将包括通过可插入探针直接测量磁场、通过光谱测量沿着平行等离子体的离子流速以及通过探针测量等离子体压力轮文件。

德国Excelitas PCO公司pco.dicam高速相机，具备高分辨率、高感光度、高帧率的优点，将高速实验过程完美记录，为实验提供强而有力的图像数据支持。

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