The current sheet and electron beam can be attributed to magnetic reconnection. Electron beams can further excite lower hybrid waves (LHWs). This paper presents a model to illustrate the evolution of LHWs (excited by an electron beam) and current sheets near magnetopause reconnection regions. We have developed a two-fluid model including thermal effects. The model is solved numerically to study LHW dynamics due to an energetic electron beam in the presence of magnetic islands. We used the pseudo-spectral method for spatial integration and the finite difference method with a modified predictor–corrector approach for time domain integration. The simulation results show that LHWs evolve from very small amplitudes (noise level) to higher levels due to beam energy. At higher amplitudes, ponderomotive nonlinearity and field perturbation due to magnetic islands lead the system to a turbulent state. We also discuss the spatiotemporal evolution of current sheets and the interplay between current sheets and LHWs for the beam-driven mode. From simulations, we anticipate that LHWs interact with current sheets and fragment them into small-scale structures. From this semi-analytic approach, we suggest that the dimensions of the current sheet may depend upon the wave mode, thermal effects, temperature profile and anisotropy.
電流シートと電子ビームは、磁気リコネクションに起因すると考えられる。電子ビームはさらに低混成波（LHWs）を励起することができる。本論文は、磁気圏界面リコネクション領域の近傍における、電子ビームによって励起されたLHWsと電流シートの進化を説明するモデルを提示する。我々は熱的効果を含む二流体モデルを開発した。このモデルは、磁気島の存在下での高エネルギー電子ビームによるLHWダイナミクスを研究するために数値的に解かれた。我々は空間積分には擬スペクトル法を用い、時間領域積分には修正された予測子・修正子法を用いた有限差分法を用いた。シミュレーション結果は、LHWsがビームエネルギーによって非常に小さな振幅（ノイズレベル）からより高いレベルへと発展することを示している。より高い振幅では、ポンデロモーティブ非線形性と磁気島による磁場摂動が系を乱流状態へ導く。また、ビーム駆動モードにおける電流シートの時空間発展と、電流シートとLHWsの相互作用について議論する。シミュレーションから、我々はLHWsが電流シートと相互作用し、それらを小規模構造へと断片化すると予想する。この半解析的アプローチから、我々は電流シートの寸法が波動モード、熱的効果、温度分布、および異方性に依存し得ることを示唆する。