幂律分布尘埃穿透等离子体微观不稳定性的非广延统计力学研究

在课题组前期研究幂律分布等离子体的基础上，应用非广延统计力学理论，进一步研究空间中具有幂律分布的相互穿透等离子体波动不稳定性问题。尘埃穿透等离子体是空间中两等离子体团相遇而发生相互穿透的等离子体，由于两个等离子团有集体相对速度，如果相对速度超过临界值，就会发生无电流的离子声和尘埃声不稳定性现象。本研究从最普遍的情况入手，把尘埃颗粒看成第三种粒子，假设所有成分都服从非广延统计中的Tsallis分布，但取不同的非广延参数，应用动理论方法，计算出离子声和尘埃声不稳定性的增长率。结合相关的实验观测数据，计算出各个粒子的非广延参数取不同值时，尘埃声和尘埃离子声不稳定性的增长率，进而得到各个粒子的幂律分布对不稳定性的影响。该研究以穿透等离子体模型为基础，试图得到判断幂律分布对等离子体波动不稳定性影响的普遍方法，从而为相应研究建立理论基础。

本项目研究了空间中复杂相互穿透等离子体中波动不稳定性问题。得到了kappa分布时，穿透等离子体中离子声波的色散关系及不稳定性增长率。同时得到了在非广延统计力学的框架下，相互穿透等离子体中尘埃声波的不稳定性问题。在考虑上述问题时，我们从最普遍的情况入手，假设所有粒子成分取不同的非广延参数，应用动理论方法，计算出了离子声波和尘埃声波不稳定性的增长率。结合相关的实验观测数据，得到了各个粒子的非广延性对不稳定性的影响。本项目以穿透等离子体模型为基础，通过研究其不稳定性问题，得到了判断幂律分布对等离子体波动不稳定性影响的普遍方法，为相应研究建立了理论基础。