On the magnetic effects of turbulence in ionized gases

Abstract

In gases which are good electric conductors (ionized gases) local magnetic fields can rise spontaneously by turbulence. These fields may be produced by the diffusion of electrons due to fluctuating temperature.Batchelor’s stability criteria show that highly ionized gases are instable to magnetic disturbances at temperatures above 10 000° C. Based on the analogy between vorticity and magnetic field we may estimate the effects produced in perfect conducting gases, by making use of the vorticity transport hypothesis. We may infer that the specific conductivity of the gas decreases by some orders of magnitude and the magnetic permeability increases. This agrees with the investigations ofSweet, who has similarly come to this conclusion. A necessary condition is given by this theory for the origin of the permanent magnetic field of the stars derived from the high ionization and turbulence.

By introducing new functions the equations of the electromagnetic hydrodynamics may be written in symmetrical form analogous to the equations of motions in the classical hydrodynamics. The equations also remain analogous in the case of homogeneous isotropic turbulence.

Резюме

В газах с хорощей электропроводностью (ионизированных) вследствие турбулентного состояния возникают мгновенные поля. Эти поля вызываютс я диффузией злектронов, возникающей вследствие колебания температуры. Из критерия стабильности Бечелора можно определить, что легкоионизируюшиеся газы при температуре около 10.000° Ц являются нестабильными по отнощению к магнитным помехам. На основе аналогии интенсивности турбуленции и напряженности магнитного поля с помошью теории вихревого транспорта можем оценить те эффекты, которые возникают в газе, обладаюшем хорошими пповодящими свойствами. Можем сделать вывод, что удельная проводимость газа должна падать с некоторыми порядками в то время когда магнитная проницаемость должна возрастать. Теория дает необходимое условие того, что магнитное поле звезд происходит от ионизации и от турбулентного состояния.

Уравнения электромагнитной гидродинамики с введением новых функций могут быть записаны в симметричной форме, что является аналогичным уравнениям движения классической гидродинамики. Уравнения остаются аналогичными в случае гомогенной изотопной турбуленции.