A semi-Lagrangian relativistic Vlasov–Maxwell solver is used to describe the non-linear momentum transfer between electron beams, which is driven by spontaneous fluctuations in the oblique filamentation instability (a type of Weibel mode) in two-dimensional plasmas. For counter-streaming plasmas, these filamentation instabilities may strengthen the generation of a fine structure of the distribution function in phase space. Properties of such counter-streaming beams are investigated using full-kinetic simulations and a Hamiltonian reduction technique based on the invariance of the transverse canonical momentum, the so-called multi-stream model. In the regime where , being the wavevector and de the electron skin depth, a momentum transfer takes place when a mesoscale current filamentation mode couples with microscopic phase-space fluctuations. This regime is characterized by the appearance of filamentation modes with large wavenumbers and large amplitude fluctuations, which induce variations of the L2-norm of the plasma in link with the self-organization of counter-streaming electron beams. We also discuss some theoretical aspects of information theory that highlight the role of the (reversible) entropy production in momentum transfer, thus by clarifying the connections between (microscopic) fluctuations of the distribution function and the fundamental aspects of the filamentation in Vlasov theory. The momentum transfer between beams is quantitatively analyzed by means of both theoretical estimations and numerical experiments.
半ラグランジュ相対論的Vlasovソルバーを用いて、二次元プラズマにおける斜めフィラメント化不安定性（Weibelモードの一種）の自発的揺らぎによって駆動される電子ビーム間の非線形運動量輸送を記述する。対向伝播ビームプラズマにおいて、これらのフィラメント化不安定性は、位相空間における分布関数の微細構造の生成を強化し得る。このような対向伝播ビームの特性を、完全運動論的シミュレーションと、横方向正準運動量の不変性に基づくハミルトン簡約化手法（いわゆる多流モデル）を用いて調べた。ここで、波数が電子皮膚深さの逆数に比べて小さい領域（kλ_e << 1）において、メソスケールの電流フィラメントモードが微視的な位相空間揺らぎと結合する際に運動量輸送が生じる。この領域は、大きな波数と大きな振幅揺らぎを伴うフィラメント化モードの出現によって特徴づけられ、これらはプラズマのL2ノルムの変動を誘起し、対向伝播ビームの自己組織化と関連する。さらに、情報理論の観点から、エントロピー生成の可逆性が運動量輸送において果たす役割について考察し、Vlasov理論における分布関数の微視的揺らぎとフィラメント化の基本的側面との関連を明らかにする。ビーム間の運動量輸送は、理論的評価と数値実験の両方によって定量的に解析される。