Charged-particle heating by electrostatic drift wave in the presence of an oscillating magnetic field

Summary

The heating of charged particles in the presence of an oscillating magnetic field, directed perpendicular to the ambient magnetic field, is considered. The dispersion relation and the growth/damping rate for the electrostatic drift wave propagating perpendicular to the magnetic field are derived. The expressions for the change in energy of the plasma particles in parallel and perpendicular directions have been evaluated. It is found that the change in energy of the plasma particles in the parallel direction is much higher than in the perpendicular one. Applications of these results are discussed for the heating of laboratory and space plasma.

Riassunto

Si considera il riscaldamento delle particelle cariche in presenza di un campo magnetico oscillante, diretto perpendicolarmente al campo magnetico dell’ambiente. Si derivano la relazione di dispersione e il rapporto crescita/smorzamento per l’onda elettrostatica di deriva che si propaga perpendicolarmente, al campo magnetico. Si valutano le espressioni della variazione d’energia delle particelle del plasma in direzioni parallele e perpendicolari. Si trova che la variazione d’energia delle particelle del plasma in direzione parallela è molto maggiore di quella in direzione perpendicolare. Si discutono le applicazioni di questo risultato per il riscaldamento del plasma di laboratorio e spaziale.

Резюме

Рассматривается нагревание заряженных частиц в присутствии осциллируюдего магнитного поля, направленного перпендикулярно к удерживающему магнитному полю. Выводятся дисперсионное соотношение и интенсивность нарастания/затухания для электростатической дрейфовой волны, распространяющейся перпендикулярно магнитному полю. Приводятся выражения для изменения энергии частиц плазмы в параллельном и перпендикулярном направлениях. Обнаружено, что изменение энергии частиц плазмы в параллельном направлении много больще, чем в перпендикулярном направлении. Обсуждается применение полученных результатов для нагревания лабораторной и космической плазмы.