Solitary model of the charge particle transport in collisionless plasma

Abstract

The one-dimensional MHD solitary model of charged particle transport in plasma is developed. It is shown that self-consistent electric field of ion-acoustic solitons can displace charged particles in space, which can be a reason of local electric current generation. The displacement amount is order of a few Debye lengths. It is shown that the current associated with soliton cascade has pulsating nature with DC component. Methods of built theory verification in dusty plasma are proposed.

Побудована одновимірна солітонна МГД-модель переносу заряджених часток і генерації струмів у плазмі. Показано, що в самоузгодженому електричному полі іонно-звукових солітонів позитивної полярності, іони переміщаються на відстань порядку декількох радіусів Дебая в напрямку руху солітона. Промодельований практично важливий випадок – рух каскаду солітонов. Аналіз результатів свідчить про те, що струм при цьому має імпульсний характер зі значною постійною складовою. Запропоновано спосіб експериментальної перевірки побудованої моделі в пиловій плазмі.

Построена одномерная солитонная МГД-модель переноса заряженных частиц и генерации токов в плазме. Показано, что в самосогласованном электрическом поле ионно-звуковых солитонов положительной полярности, ионы перемещаются на расстояние порядка нескольких радиусов Дебая в направлении движения солитона. Промоделирован практически важный случай – движение каскада солитонов. Анализ результатов свидетельствует о том, что ток при этом имеет импульсный характер со значительной постоянной составляющей. Предложен способ экспериментальной проверки построенной модели в пылевой плазме.