Whistler instabilities are observed in an EMHD spheromak in a large laboratory plasma. The spheromak slowly propagates along the ambient magnetic field, decays and converts its magnetic energy into electron kinetic energy. Anisotropies in the electron distribution function create magnetic oscillations below the electron cyclotron frequency. These are identified as whistler modes by measuring the frequency spectrum, wave field topology, polarization, helicity and propagation velocity. The instability is triggered by the transient formation of the spheromak but loses coherence in time. In order to investigate spatial and temporal growth a test whistler wave is propagated into the source region. The test wave does not grow but triggers a much larger instability amplitude. The triggered emission has a slightly different frequency from that of the test wave. The field topology of the triggered emission differs from that of the test wave. Space–time measurements in the source region show both convective wave amplification and an absolute instability in the current ring. These laboratory observations complement earlier studies of triggered whistler emissions in space plasmas.
ホイッスラー不安定性が、大型実験室プラズマ中のEMHDスフェロマックにおいて観測される。スフェロマックは周囲の磁場に沿ってゆっくりと伝播し、減衰しながらその磁気エネルギーを電子の運動エネルギーへと変換する。電子分布関数の異方性が、電子サイクロトロン周波数以下の磁気振動を生成する。これらは、周波数スペクトル、波動の磁場トポロジー、偏波、ヘリシティ、伝播速度の測定により、ホイッスラーモードとして同定される。この不安定性は、スフェロマックの過渡的な形成によって引き起こされるが、時間的にコヒーレンスを失う。空間的・時間的成長を調べるため、試験用ホイッスラー波がソース領域へと伝播される。試験波自体は成長しないが、はるかに大きな不安定性を誘発する。誘発された放射の周波数は、試験波の周波数とはわずかに異なる。誘発された放射の磁場トポロジーは、試験波のそれとは異なる。ソース領域における時空間測定は、対流的波動増幅と、電流環における絶対的不安定性の両方を示す。これらの実験室観測は、宇宙プラズマにおける誘発ホイッスラー放射に関する先行研究を補完するものである。