АНАЛИТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ СТАЦИОНАРНОГО ХОЛЛОВСКОГО МАГНИТНОГО ПЕРЕСОЕДИНЕНИЯ С ВЕДУЩИМ ПОЛЕМ

Согласно результатам исследований, проведенных в рамках проекта Geospace Environment Modelling (GEM) Magnetic Reconnection Challenge [1], учет вклада эффекта Холла является минимальным необходимым требованием к моделям, описывающим быстрое магнитное пересоединение в бесстолкновительной плазме. Действие этого эффекта создает характерную квадрупольную структуру магнитного поля, предсказанную Соннерапом [2], и обеспечивает высокую скорость пересоединения вне зависимости от физического механизма процессов, протекающих в ближайшей окрестности X-линии. Эта окрестность, называемая электронной диффузионной областью (EDR, electron diffusion region), характеризуется повышенной ролью эффектов, связанных с инерцией электронов, а также с анизотропией тензора электронного давления, что приводит к непригодности жидкостных приближений внутри EDR и необходимости использовать кинетическое описание плазмы. Существенно, однако, что эта область весьма сжата; в направлении поперек слоя ее размер характеризуется инерционной длиной электрона le= c/ωe, где c есть скорость света, ωe= (4πne2/me)1/2 – плазменная частота электрона, me – его масса, e – абсолютная величина заряда электрона, n – концентрация частиц (предполагается Квазинейтральность плазмы) .