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Drift solitons

V P Lakhin, A B Mikhailovskii, O G Onishchenko1988年Plasma Physics and Controlled FusionIF 2.2出版社

The theory of the drift solitons is revised. It shows the error of the conclusion of V.N. Oraevskii et al. (1969) that the presence of an electron temperature gradient is the necessary condition for the existence of the drift solitons. It is elucidated here that for the correct analysis of the problem of the drift solitons, the vector nonlinearity must be taken into account. The conclusion is drawn, that the drift solitons may exist in a plasma with a homogeneous temperature. The experiments confirming this conclusion are noted. It is shown that for the existence of the drift solitons a sufficiently high level of the drift activity is necessary, which is characterized by the qualitative relation n/no>or approximately=1/kperpendicular to Ln, where n and no are the perturbed and equilibrium parts of the plasma number density, kperpendicular to is the characteristic transverse wave number of the soliton Ln the characteristic scale of inhomogeneity of the plasma number density. Some generalizations of the simplest theory of the drift solitons are considered when taking into account the solitons of both the oblique drift waves and short-wavelength drift waves, and also taking into account the effect of the cubic nonlinearity.

日本語訳

ドリフトソリトンの理論を修正する。電子温度勾配の存在がドリフトソリトンの存在の必要条件であるというV.N.オラエフスキーら(1969年)の結論の誤りを示す。ドリフトソリトンの問題を正しく解析するためには、ベクトル非線形性を考慮に入れなければならないことをここで明らかにする。ドリフトソリトンは、温度が一様なプラズマ中にも存在し得るという結論が導かれる。この結論を確認する実験について述べる。ドリフトソリトンの存在には、十分に高いレベルのドリフト活動が必要であり、それは定性的な関係式 n/n₀ ≧ 1/(k⊥Lₙ) によって特徴づけられることが示される。ここで、n および n₀ はそれぞれプラズマ数密度の摂動部分と平衡部分であり、k⊥ はソリトンの特性横波数、Lₙ はプラズマ数密度の不均一性の特性スケール長である。斜めドリフト波および短波長ドリフト波のソリトンを考慮する場合、ならびに三次非線形性の効果を考慮する場合について、最も単純なドリフトソリトン理論のいくつかの一般化を考察する。

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