Shock waves are one of the most common plasma phenomena. They play a significant role in astrophysical and magnetospheric environments, as well as in laboratory plasmas. The paper focuses on two issues that underline important similarities and dissimilarities between collisional and collisionless shocks. The two types of shocks are similar in that they can be formed by the overtaking mechanism. We demonstrate that geometrical structures appearing early in the process of shock formation from the generic smooth initial state are quite universal and similar in both cases. Characterization of these structures (dubbed here the 'mussel-shell') is presented. Alongside with these similarities, there exist also significant differences between the two types of shocks. The classical collisional shocks usually connect two well-defined equilibrium states (those before and after the shock transition). Each of these equilibrium states is characterized by the thermodynamic parameters of density, temperature, and pressure whose upstream and downstream values are related by the continuity of mass, momentum, and energy flux. In the collisionless plasmas, however, this description does not work: the final state can be any of the much broader class of states constrained only by the requirement of being stable with respect to collisionless plasma instabilities. To find a final state (which does not have to be Maxwellian) one now has to follow the evolution of the system through the whole transition, and a lot of universality is lost. In some situations even the separation of scales between the global flow and shock transition may be lost. Taken together, these phenomena reveal a fascinating interplay of hydrodynamics, statistical mechanics, and plasma physics.
衝撃波は、最も一般的なプラズマ現象の一つである。それらは、天体物理学および磁気圏環境だけでなく、実験室プラズマにおいても重要な役割を果たす。本論文は、衝突性衝撃波と無衝突性衝撃波の間の重要な類似点と相違点を強調する2つの問題に焦点を当てる。これら2種類の衝撃波は、追い越し機構によって形成され得るという点で類似している。我々は、一般的な滑らかな初期状態からの衝撃波形成過程の初期に現れる幾何学的構造が、両方の場合においてかなり普遍的であり類似していることを実証する。これらの構造（ここでは「ムセルシェル」と呼ぶ）の特徴付けが提示される。これらの類似点に加えて、2種類の衝撃波の間には重要な相違点も存在する。古典的な衝突性衝撃波は通常、衝撃波遷移の前後という2つの明確に定義された平衡状態を結ぶ。これらの各平衡状態は、密度、温度、圧力という熱力学的パラメータによって特徴付けられ、その上流値と下流値は、質量、運動量、エネルギーフラックスの連続性によって関連付けられる。しかしながら、無衝突プラズマにおいては、この記述は機能しない。最終状態は、無衝突プラズマ不安定性に対して安定であるという要件によってのみ制約される、はるかに広いクラスの状態のいずれかであり得る。最終状態（マクスウェル分布である必要はない）を見つけるためには、遷移全体を通して系の時間発展を追跡しなければならず、普遍性の多くが失われる。いくつかの状況では、大域的流れと衝撃波遷移の間のスケール分離さえも失われ得る。総合すると、これらの現象は、流体力学、統計力学、およびプラズマ物理学の間の魅力的な相互作用を明らかにする。