RSS-ленты
РусскийEnglish
Выпуск 11, 2025
Том год страница
Выпуски Авторы PACS Подписчикам Для авторов

Выпуски

 / 

2025

 / 

Август

←  →

К 100-летию со дня рождения Сергея Ивановича Сыроватского. Конференции и симпозиумы


Тонкие и сверхтонкие токовые слои: путешествие вглубь сингулярности Сыроватского

†  а, ‡  б, а, §  а, *  в, а, г, #  а, °  а
а Институт космических исследований РАН, ул. Профсоюзная 84/32, Москва, 117997, Российская Федерация
б Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова, Научно-исследовательский институт ядерной физики имени Д.В. Скобельцына, Ленинские горы 1 стр. 2, Москва, 119991, Российская Федерация
в Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова, Физический факультет, Ленинские горы 1 стр. 2, Москва, 119991, Российская Федерация
г Национальный исследовательский университет «Высшая школа экономики», ул. Мясницкая 20, Москва, 101000, Российская Федерация

Рассматривается история исследования тонких токовых слоёв в космической плазме, с протонными толщинами, которые в рамках магнитогидродинамической (МГД) теории считались сингулярными структурами — бесконечно тонкими МГД-разрывами. Отмечается особая роль работ С.И. Сыроватского и его группы в развитии теории и экспериментальных исследований нестационарных тонких токовых слоёв применительно к солнечным вспышкам. Научные многоспутниковые миссии (Интербол, Cluster, MMS) позволили заглянуть внутрь "сингулярностей", оценить сложнейшие процессы накопления, трансформации и высвобождения энергии в них. Накопление данных наблюдений многоспутниковых космических миссий и развитие теоретических моделей тонких слоёв позволило изучить их сложную внутреннюю структуру с иерархическим вложением более тонких токовых слоёв внутрь более широких. Динамика плазмы даже в не очень тонком слое уже не может описываться в МГД-приближении и, как минимум, требует раздельного описания движения электронов и ионов. Особую сложность, в силу их большого ларморовского радиуса (который может превышать толщину слоя), представляет описание ионов. Здесь большую роль сыграла так называемая квазиадиабатическая теория описания движения заряженных частиц при наличии резких магнитных градиентов. Выявлена ключевая роль тонких вложенных структур как триггеров взрывного магнитного пересоединения и преобразования свободной энергии магнитных полей в энергию волн и потоков ускоренных частиц. Подробно освещена актуальная тема наблюдения и интерпретации свойств сверхтонких токовых слоёв с электронными масштабами, которые могут быть как частью многоуровневых вложенных структур, так и самостоятельными нестационарными множественными образованиями, с которыми в горячей бесстолкновительной магнитосферной плазме связаны процессы диссипации магнитной энергии. Быстрая эволюция и распады этих слоёв ведут к ускорению электронов и формированию новых слоёв, также распадающихся и рождающих новые тонкие токовые структуры, т.е. пересоединение на малых электронных масштабах по-прежнему идёт, но происходит в нетривиальном каскадном режиме. Несколько десятилетий уже прошло со времени создания С.И. Сыроватским МГД-модели динамического токового слоя. Поучителен опыт совершенствования как экспериментальной техники, так и теоретического аппарата, которые позволили заглянуть внутрь этих удивительных структур.

Текст pdf (2,6 Мб)
English fulltext is available at DOI: 10.3367/UFNe.2025.03.039950
Ключевые слова: бесстолкновительная космическая плазма, тонкие токовые слои, метастабильность, магнитное пересоединение, сверхтонкие электронные слои, электронная тиринг-мода, каскадное пересоединение
PACS: 52.40.Kh, 94.05.−a (все)
DOI: 10.3367/UFNr.2025.03.039950
URL: https://ufn.ru/ru/articles/2025/8/c/
2-s2.0-105016785536
2025PhyU...68..759Z
Цитата: Зелёный Л М, Малова Х В, Григоренко Е Е, Попов В Ю, Царева О О, Леоненко М В "Тонкие и сверхтонкие токовые слои: путешествие вглубь сингулярности Сыроватского" УФН 195 807–834 (2025)
BibTexBibNote ® (generic)BibNote ® (RIS)MedlineRefWorks

Поступила: 20 июня 2025, 5 марта 2025

English citation: Zelenyi L M, Malova H V, Grigorenko E E, Popov V Yu, Tsareva O O, Leonenko M V “Thin and superthin current sheets: journey into the depths of Syrovatskii's singularity” Phys. Usp. 68 759–784 (2025); DOI: 10.3367/UFNe.2025.03.039950

Список литературы (192) Статьи, ссылающиеся на эту (2) Похожие статьи (20) ↓

  1. Л.М. Зеленый, А.В. Артемьев и др. «Метастабильность токовых слоёв» УФН 180 973–982 (2010)
  2. А.Г. Франк «Токовые слои в плазме — от теории к эксперименту» УФН 195 875–895 (2025)
  3. А.М. Быков «Сверхновые звёзды как источники космических лучей» УФН 195 835–857 (2025)
  4. А.А. Петрукович, Х.В. Малова и др. «Современный взгляд на солнечный ветер от микро- до макромасштабов» УФН 190 859–870 (2020)
  5. «Космическая физика и физика плазмы (к 100-летию со дня рождения С.И. Сыроватского) (Научная сессия Отделения физических наук Российской академии наук, 5 марта 2025 г.)» УФН 195 793–793 (2025)
  6. В.Д. Кузнецов «Космические и внеатмосферные исследования Солнца» УФН 195 858–874 (2025)
  7. А.Г. Франк «Динамика токовых слоёв как основа вспышечных явлений в замагниченной плазме» УФН 180 982–988 (2010)
  8. А.М. Быков «Астрофизические объекты с экстремальным энерговыделением: наблюдения и теория» УФН 188 894–908 (2018)
  9. Д.И. Иудин, С.С. Давыденко и др. «Физика молнии: новые подходы к моделированию и перспективы спутниковых наблюдений» УФН 188 850–864 (2018)
  10. В.Д. Кузнецов «Космические исследования Солнца» УФН 180 988–996 (2010)
  11. Л.М. Зеленый, М.И. Веригин и др. «Гелиосфера и взаимодействие планет земной группы с солнечным ветром» УФН 175 643 (2005)
  12. А.С. Ильин, А.В. Копьев и др. «Перемежаемость в случайных потоках и стохастические интегралы движения» УФН 195 794–806 (2025)
  13. А.М. Быков «Источники космического излучения высоких энергий» УФН 194 384–403 (2024)
  14. «К 85-летию со дня рождения С.И. Сыроватского (Научная сессия Отделения физических наук Российской академии наук, 26 мая 2010 г.)» УФН 180 973–1004 (2010)
  15. А.Л. Лысенко, Д.Д. Фредерикс и др. «Рентгеновское и гамма-излучение солнечных вспышек» УФН 190 878–894 (2020)
  16. С.А. Богачёв, А.С. Ульянов и др. «Микровспышки и нановспышки в короне Солнца» УФН 190 838–858 (2020)
  17. Л.М. Зеленый, Н.А. Арманд «Владимир Александрович Котельников и исследования Солнечной системы» УФН 179 208–216 (2009)
  18. Л.М. Зеленый «Перспективы развития фундаментальной физики и астрономии (Научная сессия Общего собрания Отделения физических наук Российской академии наук, 15 декабря 2008 г.)» УФН 179 1117–1117 (2009)
  19. Л.М. Зеленый, А.В. Захаров, Л.В. Ксанфомалити «Исследования Солнечной системы: состояние и перспективы» УФН 179 1118–1140 (2009)
  20. Л.М. Зеленый, М.И. Веригин и др. «Объединенная научная сессия Отделения физических наук Российской академии наук и Объединенного физического общества Российской Федерации «Состояние и перспективы исследования солнечной системы» (26 января 2005 г.)» УФН 175 643 (2005)

Список формируется автоматически.
© Успехи физических наук, 1918–2025
Электронная почта: ufn@ufn.ru Телефоны и адреса редакции О журнале Пользовательское соглашение