Any fully-ionized collisionless plasma with finite random particle velocities contains electric and magnetic field fluctuations which are of three different types: weakly damped, weakly propagating or aperiodic. The kinetics of these fluctuations in general unmagnetized plasmas is governed by the competition of spontaneous emission, absorption and stimulated emission processes. The generalized Kirchhoff laws for both collective and non-collective fluctuations are derived, which in stationary plasmas provide the equilibrium energy densities of electromagnetic fluctuations by the ratio of the respective spontaneous emission and true absorption coefficients. The equilibrium energy densities of aperiodic transverse collective electric and magnetic fluctuations in an isotropic thermal electron–proton plasma of density ne is calculated as and , where g and βe denote the plasma parameter and the thermal electron velocity in units of the speed of light. For densities and temperatures of the reionized early intergalactic medium ∣δB∣ = 6 · 10−18 G and ∣δE∣ = 2 · 10−16 G result.
任意の有限な粒子速度分布を持つ完全電離無衝突プラズマには、弱減衰、弱伝播、または非伝播の3種類の電場・磁場ゆらぎが存在する。一般の非磁化プラズマにおけるこれらのゆらぎの動力学は、自然放出、吸収、誘導放出の各過程の競合によって支配される。集団的および非集団的ゆらぎの両方に対する一般化キルヒホッフの法則が導出され、定常プラズマにおいては、電磁ゆらぎの平衡エネルギー密度が、対応する自然放出係数と真の吸収係数の比によって与えられる。密度n_eの等方的熱電子-陽子プラズマにおける非伝播横波の集団的電場・磁場ゆらぎの平衡エネルギー密度は、プラズマパラメータgおよび光速を単位とした熱電子速度βを用いて計算され、∣δB∣ = 6・10⁻¹⁸ Gおよび∣δE∣ = 2・10⁻¹⁶ Gとなる。再電離した初期銀河間物質の密度と温度に対しては、∣δB∣ = 6・10⁻¹⁸ Gおよび∣δE∣ = 2・10⁻¹⁶ Gという結果が得られる。