[Article] Un nouveau mécanisme de chauffage cinétique dans les faisceaux plasmas relativistes faiblement collisionnels
Résumé
Dans ce travail un nouveau mécanisme de chauffage cinétique, basé sur une conversion de l’énergie magnétique en énergie cinétique dans un plasma sans collision, a été identifié. Ce mécanisme diffère du mécanisme bien connu du même type, qui porte le nom de “reconnexion magnétique”, et pourrait même être à l’origine de ce dernier.
Ce résultat a été obtenu à partir de simulations numériques effectuées avec le code Vlasov semi-Lagrangien VLEM mais également avec le code PIC open source SMILEI, en étudiant la dynamique non-linéaire de deux faisceaux électroniques se propageant en sens inverse. Cette configuration est typique des interactions laser-plasma à haut flux (ou des expériences menées en fusion inertielle en “attaque directe”) et des jets de plasma en astrophysique (par exemple, pour les plasmas éjectés par des objects massifs comme les étoiles à neutron, ou pour les plasmas accélérés lors de l’explosion d’une naine blanche — les “novae”). En particulier, nous avons pu identifier que ce processus résulte d’un mécanisme de synchronisation en phase des modes de Van Kampen (analogues à des modes propres en analyse de Fourier), et qu’il se manifeste quand le niveau des fluctuations de la fonction de distribution atteint un certain seuil pouvant conduire à une transition ou bifurcation.
Auteurs
Alain GHIZZO, Daniele DEL SARTO, Homam BETAR
Références
Physical Review Letters 131, 035101 (2023)
DOI