We have investigated experinrentally resonance excitationand the damping mechanism of high-frequency oscillations ofa plasma cylinder that isin an external magnetic field. Wave excitation was accomplished with a system of external coils creating a spatially periodical electromagnetic field with a period λ0 = 15 cm. The operating frequency.(f = 10 MHz) wasconsiderably smaller than theelectron cyclotron frequency (ω ≈ ωHe/200) and greater than theioncyclotron frequency.It has been shown that the oscillations penetrate well into the plasma. The wavelength measured along the direction of the magnetic field λz coincides with the period of the exciting coil λ0 and corresponds to the length of the wave that is defined from the dispersion ratio for these oscillations. The direction of the rotation of the wave coincides with the direction of the rotation of the electron in a magnetic field.The measured damping length of the wave was l = 40cm. Plasma density of n0 ≈ 5 × 1013 ions/cm3, electron temperature was Te ≈ 50 eV, and the wave length in the damping region was λz = 10 cm. Wave damping length due to collisions was lst ≈ λz ωHe/2πν (ν is the frequency of collisions between electrons and ions) of the order of 104 cm, which exceeds the value measured by more than a hundred times. Damping length due to the collisionless Cerenkov mechanism is lL≈(λz/2π)2(m/Te)1/2ωHe = 60 cm, which compares well with the value measured. On these grounds the conclusion is drawn that the observed damping is caused by the collisionless Cerenkov mechanism.
我々は、外部磁場中にあるプラズマ円柱の共鳴励起と減衰を実験的に研究した。波動励起は、周期λ₀ = 15 cmの空間的周期電磁場を生成する外部コイル系によって行われた。動作周波数f = 10 MHzは、電子サイクロトロン周波数(ω ≈ ωHe/200)よりもかなり小さく、イオンサイクロトロン周波数よりも大きい。波動はプラズマ内部に十分浸透することが示された。磁場方向に沿って測定された波長λzは、励起コイルの周期λ₀と一致し、これらの振動に対する分散関係から決定される波長に対応する。波動の回転方向は、磁場中での電子の回転方向と一致する。測定された減衰長はl = 40 cmであった。プラズマ密度n₀ ≈ 5 × 10¹³ ions/cm³、電子温度Te ≈ 50 eV、減衰領域における波長λz = 10 cmの場合、電子-イオン衝突による減衰長はlst ≈ λzωHe/(2πν) ≈ 10⁴ cmのオーダーであり、これは測定値よりも約100倍大きい。チェレンコフ機構による無衝突減衰長はlL ≈ (λz/2π)²(m/Te)¹ᐟ²ωHe ≈ 60 cmであり、これは測定値とよく一致する。これらの結果に基づき、観測された減衰は無衝突チェレンコフ機構によって引き起こされると結論づけられる。