Movement of charged particles in magnetic and nonuniform stochastic electric fields

Abstract

The equation of motion of charged plasma particles in a homogeneous magnetic field and in an inhomogeneous stochastic electric field with a characteristic oscillation frequency much lower than the electron cyclotron frequency and much higher than the ion cyclotron frequency is solved. The diffusion motion, as well as the drift of ions and guiding center of electrons, due to the inhomogeneity of the stochastic electric field, is considered. The obtained values of the diffusion coefficient and drift velocity are used in the Fokker-Planck equation to determine the stationary distribution of the plasma density due to the effect of an inhomogeneous stochastic field.

Вирішується рівняння руху заряджених частинок плазми в однорідному магнітному полі і неоднорідному стохастичному електричному полі з характерною частотою коливань, значно меншої електронної циклотронної частоти і значно більшої іонної циклотронної частоти. Розглянуто дифузію, дрейфовий рух іонів і ведучих центрів електронів, спричинені неоднорідністю стохастичного електричного поля. Отримані значення коефіцієнта дифузії і швидкості дрейфу використовуються в рівнянні Фоккера-Планка для визначення стаціонарного розподілу щільності плазми, обумовленого впливом неоднорідного стохастичного поля.

Решается уравнение движения заряженных частиц плазмы в однородном магнитном поле и неоднородном стохастическом электрическом поле с характерной частотой колебаний, много меньшей электронной циклотронной частоты и много большей ионной циклотронной частоты. Рассмотрены диффузия, дрейфовое движение ионов и ведущих центров электронов, вызванные неоднородностью стохастического электрического поля. Полученные значения коэффициента диффузии и скорости дрейфа используются в уравнении Фоккера-Планка для определения стационарного распределения плотности плазмы, обусловленного влиянием неоднородного стохастического поля.