Турбулентность плазмы

Турбулентность плазмы, явление, родственное обычной турбулентности, но осложнённое специфическим характером взаимодействия частиц плазмы (электронов и ионов), осуществляемого дальнодействующими кулоновскими силами. Поскольку для плазмы характерно большое разнообразие типов движений и колебаний, в ней могут возникать и даже присутствовать одновременно многие типы турбулентных состояний. Так, например, грануляция фотосферы Солнца, солнечные пятна и протуберанцы (см. Солнце)представляют собой результат сложного движения плазмы в атмосфере Солнца, и в этом движении плазма проявляет себя просто как сплошная проводящая среда. Турбулентность такого типа, близкая к турбулентности жидкости, называется магнитогидродинамической турбулентностью. Она наблюдается в космической плазме и в лабораторных условиях, например при удержании высокотемпературной плазмы магнитным полем, если при этом не обеспечены условия устойчивости плазмы.

С другой стороны, потоки заряженных частиц могут усиливать в плазме колебания и волны. Возникающая в этом случае Т. п. называется кинетической, и в зависимости от того, какой именно тип колебаний является преобладающим, говорят о "ленгмюровском", "ионно-звуковом" и т.п. типах Т. п. (см. Плазма, раздел Колебания и неустойчивости плазмы). Т. п., связанная с раскачкой широкого спектра волн в плазме, часто бывает слабой, то есть она сходна больше с совокупностью волн на воде, чем с системой вихрей в турбулентном потоке жидкости. При слабой Т. п. волны имеют не очень большую амплитуду, и поэтому процесс передачи энергии от одних волн к другим протекает сравнительно медленно.

Плазменная турбулентность проявляется во многих процессах, протекающих в плазме: при удержании магнитным полем неоднородной плазмы, при взаимодействии пучков частиц с плазмой, при прохождении через плазму мощного электромагнитного излучения (в последнем случае благодаря развитию так называемых параметрических взаимодействий). Т. п. представляет собой сложное движение заряженных частиц и электромагнитного поля и, таким образом, служит проявлением коллективной природы взаимодействия заряженных частиц плазмы между собой.

Лит.: Кадомцев Б. Б., Турбулентность плазмы, в сборнике: Вопросы теории плазмы, в. 4, М., 1964; Цытович В. Н., Теория турбулентной плазмы, М., 1971; Галеев А. А., Сагдеев Р. З., Нелинейная теория плазмы, в сборнике: Вопросы теории плазмы, в. 7, М., 1973; Электродинамика плазмы, М., 1974.
Б. Б. Кадомцев.