The main features of radiation received from pulsars imply that they are neutron stars which contain an extremely intense magnetic field and emit coherently in the radio domain. Most recent studies attribute the origin of the coherence to plasma instabilities arising in pulsar magnetospheres; they mainly concern the linear, or the nonlinear, character of the involved unstable waves.We briefly introduce radio pulsars and specify physical conditions in pulsar emission regions: geometrical properties, magnetic field, pair creation processes and repartition of relativistic charged particles. We point to the main ingredients of the linear theory, extensively explored since the 1970s: (i) a dispersion relation specific to the pulsar case; (ii) the characteristics of the waves able to propagate in relativistic pulsar plasmas; (iii) the different ways in which a two-humped distribution of particles may arise in a pulsar magnetosphere and favour the development of a two-stream instability.We sum up recent improvements of the linear theory: (i) the determination of a `coupling function' responsible for high values of the wave field components and electromagnetic energy available; (ii) the obtention of new dispersion relations for actually anisotropic pulsar plasmas with relativistic motions and temperatures; (iii) the interaction between a plasma and a beam, both with relativistic motions and temperatures; (iv) the interpretation of observed `coral' and `conal' features, associated with the presence of boundaries and curved magnetic field lines in the emission region; (v) the detailed topology of the magnetic field in the different parts of the emission region and its relation to models recently proposed to interpret drifting subpulses observed from PSR 0943+10, showing 20 sub-beams of emission.We relate the nonlinear evolution of the two-stream instability and development of strong turbulence in relativistic pulsar plasmas to the emergence of relativistic solitons, able to form elementary structures for pulsar radiation. We explain how nonlinear interactions between unstable waves and particles provide a canvas to explain `microstructures' (i.e. fluctuations on the microsecond timescale) observed in individual radio pulses and estimates for the level of electromagnetic energy reliable to pulsar radio emission.This emphasizes the importance of collective plasma effects in pulsar emission regions able to provide the degree of coherence required, to explain characteristic features of observed individual pulses and account for the high level of pulsar radio emission.This article was scheduled to appear in issue 5 of Plasma Phys. Control. Fusion. To access this Special issue please follow this link: http://www.iop.org/EJ/toc/0741-3335/45/5
パルサーから受信される放射の主な特徴は、パルサーが極めて強い磁場を含み、電波領域でコヒーレントに放射する中性子星であることを示唆している。最近の研究の多くは、そのコヒーレンスの起源をパルサーの磁気圏で生じるプラズマ不安定性に帰しており、それらは主に関与する不安定波の線形的、あるいは非線形的な性質に関するものである。我々は電波パルサーを簡潔に紹介し、パルサー放射領域における物理的條件を特定する:幾何学的性質、磁場、対生成過程、および相対論的荷電粒子の分布である。我々は1970年代以降広く探求されてきた線形理論の主要な要素を指摘する:(i) パルサーの場合に特有の分散関係、(ii) 相対論的パルサープラズマ中を伝播できる波の特性、(iii) パルサーの磁気圏において二峰性の粒子分布が生じ得る異なる方法と、それが二流不安定性の発達を促進する仕組みである。我々は線形理論の最近の改良を要約する:(i) 波動場の成分と利用可能な電磁エネルギーの高い値の原因となる「結合関数」の決定、(ii) 相対論的運動と温度を有する実際に異方性のあるパルサープラズマに対する新しい分散関係の取得、(iii) 相対論的運動と温度を有するプラズマとビームの間の相互作用、(iv) 放射領域における境界と湾曲した磁力線の存在に関連する、観測される「コロナル」および「コナル」特徴の解釈、(v) 放射領域の異なる部分における磁場の詳細な位相幾何学と、PSR 0943+10から観測されるドリフトするサブパルスを解釈するために最近提案されたモデルとの関係であり、20個のサブビームの放射を示すものである。我々は相対論的パルサープラズマにおける二流不安定性の非線形進化と強乱流の発達を、パルサー放射のための基本構造を形成し得る相対論的ソリトンの出現に関連付ける。我々は、不安定波と粒子の間の非線形相互作用が、個々の電波パルスで観測される「微細構造」(すなわちマイクロ秒時間スケールでの変動)と、パルサー電波放射に信頼できる電磁エネルギーの水準の推定値を説明するための枠組みをどのように提供するかを説明する。これは、観測される個々のパルスの特徴的な性質を説明し、パルサー電波放射の高い水準を説明するために必要とされるコヒーレンスの程度を提供できる、パルサー放射領域における集団的プラズマ効果の重要性を強調するものである。本論文は Plasma Phys. Control. Fusion の第45巻第5号に掲載される予定であった。この特別号にアクセスするには、次のリンクを参照されたい:http://www.iop.org/EJ/toc/0741-3335/45/5