Dispersion relations for Alfven surface waves in a cylindrical plasma have previously been obtained by assuming that the plasma is separated from a conducting wall by a vacuum gap. The authors examine the effect of replacing the vacuum layer by a region of low density plasma. The low density region has little effect on negative m surface waves, but introduces an ion cyclotron resonance and a waveguide cut-off for positive m modes. These effects are associated with the fact that positive m modes are left hand polarised near the plasma edge. Dispersion relations for stepped and parabolic density profiles are examined. A profile with N discrete steps and a vacuum boundary supports a discrete spectrum of N+1 first radial modes. When N is large, these modes can be identified as N localised torsional wave modes plus one surface wave mode.
円柱プラズマ中のアルヴェン表面波の分散関係は、これまでプラズマが真空ギャップによって壁から分離されていると仮定して求められてきた。著者らは、真空層を低密度プラズマ領域に置き換えた場合の影響を調べた。低密度領域は負のmを持つ表面波にはほとんど影響を与えないが、正のmモードに対してイオンサイクロトロン共鳴と導波管遮断を導入する。これらの影響は、正のmモードがプラズマ端付近で左回り偏波であるという事実に関連している。階段状および放物線状の密度プロファイルに対する分散関係を調べた。N個の階段と真空境界を持つプロファイルは、N+1個の第一径方向モードの離散スペクトルを支持する。Nが大きい場合、これらのモードはN個の局在ねじれ波モードと1個の表面波モードとして同定できる。