بررسی دینامیک شکل‌گیری و رشد جزایر مغناطیسی در پلاسمای خورشیدی با استفاده از شبیه‌سازی ذره در سلول

با استفاده از شبیه سازی دو بعدی ذره در سلول، ناپایداری پلاسموئیدی  بدون برخورد، دینامیک  شکل گیری و رشد جزایر مغناطیسی  بررسی شد. در فرایند بازاتصالی مغناطیسی، لایه جریان الکتریکی تغییر شکل غیرخطی داشت که این آشفتگی خود را به صورت قطع درلایه جریان الکتریکی نشان داد، این پدیده باعث ایجاد جزایر مغناطیسی یا پلاسموئیدها در دو طرف نقطه قطع یا نقطه  شد. پلاسموئیدها یا جزایر مغناطیسی ساختارهایی با چگالی جرمی بالا هستند که از جریان خروجی پلاسما در بازاتصالی مغناطیسی ایجاد می شوند. در این پژوهش، ویژگی های متفاوت ناپایداری پلاسموئیدی از قبیل دما، بردار میدان الکتریکی و مراحل مختلف رشد با استفاده از شبیه سازی ذره در سلول مورد بررسی قرار گرفت واثر میدان هدایت ثابت روی لایه جریان الکتریکی در تغییر شکل ظاهری و سرعت آمیختن پلاسموئیدها بررسی شد. نتایج نشان می دهد که وجود میدان هدایت ثابت سبب کاهش تعداد بازاتصالی مغناطیسی و نیز کاهش روند به هم پیوستن پلاسموئیدها شده است. نسبت بین میدان هدایت و میدان مغناطیسی اولیه، تعیین کننده تعداد بازاتصالی مغناطیسی است. به صورتی که  تعداد نقاط  را به سه کاهش داده و همچنین افزایش میدان هدایت به گونه ای که برابر با میدان مغناطیسی اولیه شود ()،  مانع ایجاد ناپایداری پلاسموئیدی شد و سامانه را در حالت بازاتصالی مغناطیس ساده باقی نگه داشت.

Research Paper: Investigation of Formation and Growth Dynamics of Magnetic Islands in Solar Plasma by Particleincell Simulation

Using a twodimensional particleincell simulation of collisionless plasmoid instability, dynamics of formation and growth of magnetic islands are investigated. In the extended nonlinear magnetic reconnection process, the electric current layer undergoes a nonlinear deformation. This perturbation shows itself in the form of a cut in the electrical current layer, which is called a point. This phenomenon creates magnetic islands or plasmoids on either side of the point. Plasmoids are structures with a high mass density that are formed from the output flow of the plasma. In this study, different properties of plasmoid instability such as temperature, electric field vector, and stages of formation and growth are investigated by particleincell simulation. The effect of a constant perpendicular magnetic field (guide field) on the apparent deformation of the electric current sheet and the coalescence rate of the plasmoid is investigated. The presence of a constant guide field reduces the number of magnetic reconnections and also reduces the process rate of plasmoid coalescence. The ratio between the conduction field and the initial magnetic field determines the number of magnetic reconnections. So that reduces the number of  points to three and increases guide field up to  prevent the formation of plasmoid instability and keeps the system in the magnetic reconnection state.