A one-dimensional electromagnetic particle-in-cell simulation is performed to study wave excitation due to an isotropic electron beam in a plasma system. The waves excited by the electron beam are analysed with the fast Fourier transformation and the wavelet transformation. The results show that the isotropic beam electrons can excite the whistler and the Langmuir instabilities. Also, the strong damping of whistler modes due to the emergence of electrostatic waves together with the appearance of temperature anisotropy in the electron beam can be found. Furthermore, the velocity distributions indicate that beam electrons are heated in the direction parallel to the ambient magnetic field. The background electrons still exhibit an isotropic velocity distribution, which is different from that of the beam electrons.
一次元電磁粒子インセルシミュレーションを実施し、プラズマ系における等方性電子ビームによる波動励起を研究した。電子ビームによって励起された波動は、高速フーリエ変換およびウェーブレット変換を用いて解析した。結果は、等方性ビーム電子がホイッスラー不安定性とラングミュア不安定性を励起できることを示している。また、静電波の出現と電子ビームにおける温度異方性の発生に伴うホイッスラーモードの強い減衰が見出された。さらに、速度分布は、ビーム電子が周囲の磁場に平行な方向に加熱されることを示している。背景電子は依然として等方性速度分布を示し、これはビーム電子のそれとは異なる。