A theoretical study is presented of the electrostatic electron cyclotron instability involving Bernstein modes in a magnetized plasma. The presence of a tenuous thermal ring distribution in a Maxwellian plasma decreases the frequency of the upper hybrid branch of the electron Bernstein mode until it merges with the nearest lower branch with a resulting instability. The instability occurs when the upper hybrid frequency is somewhat above the third, fourth, and higher electron cyclotron harmonics, and gives rise to a narrow spectrum of waves around the electron cyclotron harmonic nearest to the upper hybrid frequency. For a tenuous cold ring distribution together with a Maxwellian distribution an instability can take place also near the second electron cyclotron harmonic. Noise-free Vlasov simulations are used to assess the theoretical linear growth-rates and frequency spectra, and to study the nonlinear evolution of the instability. The relevance of the results to laboratory and ionospheric heating experiments is discussed.
静電電子サイクロトロン不安定性に関する理論的研究が、磁化プラズマ中のバーンスタイン・モードを含めて提示される。マクスウェル分布中の希薄な熱的リング分布の存在は、電子バーンスタイン・モードの上部混成分枝の周波数を低下させ、それが最も近い下側の分枝と合体するまで続き、その結果として不安定性が生じる。この不安定性は、上部混成周波数が第三、第四、およびそれ以上の電子サイクロトロン高調波よりもわずかに高い場合に発生し、上部混成周波数に最も近い電子サイクロトロン高調波の周囲に狭いスペクトルの波動を生じさせる。希薄な冷たいリング分布がマクスウェル分布と共存する場合、不安定性は第二電子サイクロトロン高調波の近傍でも発生し得る。無雑音ウラソフ・シミュレーションを用いて、理論的な線形成長率と周波数スペクトルを評価し、非線形発展を研究する。これらの結果の、実験室および電離圏加熱実験との関連性について議論する。