Turbulence at kinetic scales is an unresolved and ubiquitous phenomenon that characterizes both space and laboratory plasmas. Recently, new theories, in situ spacecraft observations and numerical simulations suggest a novel scenario for turbulence, characterized by a so-called phase-space cascade—the formation of fine structures, both in physical and velocity-space. This new concept is here extended by directly taking into account the role of inter-particle collisions, modeled through the nonlinear Landau operator or the simplified Dougherty operator. The characteristic times, associated with inter-particle correlations, are derived in the above cases. The implications of introducing collisions on the phase-space cascade are finally discussed.
運動論的スケールにおける乱流は、宇宙プラズマと実験室プラズマの両方を特徴づける未解明の普遍的な現象である。近年、新しい理論、その場宇宙機観測、および数値シミュレーションにより、乱流の新たなシナリオが示唆されている。それは、物理空間と速度空間の両方における微細構造の形成を特徴とする、いわゆる位相空間カスケードである。本論文では、この新しい概念を、非線形ランダウ演算子または簡約化ダウティ演算子を通じてモデル化された粒子間衝突の役割を直接考慮することによって拡張する。上記の各場合において、粒子間相関に伴う特性時間を導出する。最後に、位相空間カスケードに対する衝突の導入の影響について議論する。