The effect of compressibility on the nonlinear evolution of the fixed-boundary (internal) m=1 modes in a pure Z-pinch (no axial magnetic field) is investigated. The work extends the result of a preceding paper, in which it was shown that, near marginal stability, all these modes are stabilized nonlinearly within incompressible, ideal MHD. In the present paper it is shown that essentially the same result is obtained in the case of a compressible plasma. Only a minor increase of the amplitudes of the bifurcated equilibria (i.e. slightly less nonlinear stability) is found for gamma =5/3 as compared with the incompressible limit gamma to infinity , where gamma is the exponent in the equation of state. The fact that the equation of state only plays a minor role for the nonlinear evolution of these modes indicates that nonlinear stabilization possibly may also occur in collisionless pinches, in spite of the fact that the ideal MHD model is not strictly valid for such plasmas.
純粋なZピンチ(軸方向磁場なし)における固定境界(内部)m=1モードの非線形発展に対する圧縮性の影響を調査する。この研究は、先行論文の結果を拡張するものであり、その先行論文では、臨界安定性の近傍で、これらのモードがすべて非圧縮性の理想MHD内で非線形的に安定化されることが示されていた。本論文では、圧縮性プラズマの場合にも本質的に同じ結果が得られることを示す。状態方程式の指数であるγについて、非圧縮極限(γ→∞)と比較して、γ=5/3の場合には分岐平衡の振幅のわずかな増加(すなわち、非線形安定性がわずかに低下)が見られるのみである。状態方程式がこれらのモードの非線形発展に対してわずかな役割しか果たさないという事実は、理想MHDモデルがそのようなプラズマに対して厳密には有効でないにもかかわらず、無衝突ピンチにおいても非線形安定化が起こり得ることを示唆している。