An instability driven by the thermal anisotropy of a single electron species is investigated in a 2D particle-in-cell (PIC) simulation. This instability is the one considered by Weibel and it differs from the beam driven filamentation instability. A comparison of the simulation results with analytic theory provides similar exponential growth rates of the magnetic field during the linear growth phase of the instability. We observe, in accordance with previous works, the growth of electric fields during the saturation phase of the instability. Some components of this electric field are not accounted for by the linearized theory. A single-fluid-based theory is used to determine the source of this non-linear electric field. It is demonstrated that the magnetic stress tensor, which vanishes in a 1D geometry, is more important in this two-dimensional model used here. The electric field grows to an amplitude, which yields a force on the electrons that is comparable to the magnetic one. The peak energy density of each magnetic field component in the simulation plane agrees with previous estimates. Eddy currents develop, which let the amplitude of the third magnetic field component grow, which is not observed in a 1D simulation.
単一電子種の熱的異方性によって駆動される不安定性が、2次元粒子インセル(PIC)シミュレーションにおいて調査される。この不安定性はWeibelによって考察されたものであり、ビーム駆動フィラメンテーション不安定性とは異なる。シミュレーション結果と解析理論との比較は、不安定性の線形成長段階における磁場の同様の指数成長率を与える。我々は、先行研究に従って、不安定性の飽和段階における電場の成長を観測する。この電場のいくつかの成分は線形化理論によって説明されない。この非線形電場の源を決定するために、単一流体に基づく理論が用いられる。1次元幾何学では消滅する磁気応力テンソルが、ここで用いられるこの2次元モデルにおいてより重要であることが実証される。電場は、磁気力に匹敵する電子への力を生じる振幅まで成長する。シミュレーション平面における各磁場成分のピークエネルギー密度は、以前の推定と一致する。渦電流が発生し、それが第3の磁場成分の振幅を成長させるが、これは1次元シミュレーションでは観測されない。