The nonlinear stability of current-driven ion-acoustic waves in collisionless electron–ion plasmas is analyzed. Seminal simulations from the 1980s are revisited. Accurate numerical treatment shows that subcritical instabilities do not grow from an ensemble of waves, except very close to marginal stability and for large initial amplitudes. Further from marginal stability, one isolated phase-space structure can drive subcritical instabilities by stirring the phase-space in its wake. Phase-space turbulence, which includes many structures, is much more efficient than an ensemble of waves or an isolated hole for driving subcritically particle redistribution, turbulent heating and anomalous resistivity. Phase-space jets are observed in subcritical simulations.
無衝突電子-イオン・プラズマにおける電流駆動イオン音波の非線形安定性を解析する。1980年代の先駆的シミュレーションを再検討する。高精度な数値処理により、準臨界安定性の極近傍および大きな初期振幅の場合を除き、亜臨界不安定性は波のアンサンブルから成長しないことが示される。準臨界安定性からさらに離れた領域では、単一の位相空間構造が、その後方の位相空間を攪拌することにより亜臨界不安定性を駆動し得る。多数の構造を含む位相空間乱流は、波のアンサンブルや孤立したホールと比較して、亜臨界状態での粒子再分布、乱流加熱、異常抵抗を駆動する際に極めて効率的である。亜臨界シミュレーションにおいて位相空間ジェットが観測される。