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Accès ouvert déclaré 2023 article

Magnetogenesis in a Collisionless Plasma: From Weibel Instability to Turbulent Dynamo

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Rattachement africain : us. Niveau de preuve : code pays fourni par la source.

Le résumé fourni par la source

Abstract We report on a first-principles numerical and theoretical study of plasma dynamo in a fully kinetic framework. By applying an external mechanical force to an initially unmagnetized plasma, we develop a self-consistent treatment of the generation of “seed” magnetic fields, the formation of turbulence, and the inductive amplification of fields by the fluctuation dynamo. Driven large-scale motions in an unmagnetized, weakly collisional plasma are subject to strong phase mixing, which leads to the development of thermal pressure anisotropy. This anisotropy triggers the Weibel instability, which produces filamentary “seed” magnetic fields on plasma-kinetic scales. The plasma is thereby magnetized, enabling efficient stretching and folding of the fields by the plasma motions and the development of Larmor-scale kinetic instabilities such as the firehose and mirror. The scattering of particles off the associated microscale magnetic fluctuations provides an effective viscosity, regulating the field morphology and turbulence. During this process, the seed field is further amplified by the fluctuation dynamo until energy equipartition with the turbulent flow is reached. By demonstrating that equipartition magnetic fields can be generated from an initially unmagnetized plasma through large-scale turbulent flows, this work has important implications for the origin and amplification of magnetic fields in the intracluster and intergalactic mediums.

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Le contrôle bibliographique ouvert

DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.

Titre Crossref
Magnetogenesis in a Collisionless Plasma: From Weibel Instability to Turbulent Dynamo
Date Crossref
19/12/2023
Éditeur
American Astronomical Society
Type
journal-article

Ce recoupement confirme des métadonnées liées au DOI. Il ne confirme ni la méthode ni les conclusions de l’étude, et il ne compte pas comme une seconde source scientifique indépendante.

Les institutions déclarées

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Les sujets associés

Solar and Space Plasma DynamicsGeomagnetism and Paleomagnetism StudiesIonosphere and magnetosphere dynamics

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