导读🍇

最近一直在用Feedly看研究领域相关的论文，并且关注的国家天文台的某位博士师兄在自己的公众号上推出了太阳物理Arxiv速读系列文章，感觉还比较有意思，自己也想尝试一下，于是有了这一期的博客，想要对自己在feedly上看到的一些感兴趣的文章的摘要翻译一下，方便日后查看并了解一下领域内（包括 等离子体物理、太阳物理、空间物理以及等离子体天体物理方面的研究）的一些最新动态。鉴于水平有限，很多地方没办法完全翻译（理解）准确，需要多加学习精进才行。

Arxiv 🍓

1. MHD 湍流中 Alfvén 波的衰减（阻尼）及其对宇宙射线束流不稳定性和星系风的影响

Damping of Alfvén waves in MHD turbulence and implications for cosmic ray streaming instability and galactic winds ———— Alex Lazarian; Siyao Xu

磁流体湍流中的阿尔芬组份 (Alfvenic component)对阿尔芬波有抑制衰减 (damp)的作用，这种效应的的原因在很多过程中都有着重要的作用，从宇宙射线的传播到星系中的发射外流、星系风以及其他的磁场系统。本文讨论了湍流对束流不稳定性的阻尼和平行平面波的阻尼的差别。前者发生在与沿着宇宙射线流的局部磁场方向一致的参考系统中，后者是在平均磁场或者等离子体研究传统考虑的参考系中发生的。我们还将离子中性碰撞阻尼与束流不稳定性的湍流阻尼进行了比较，其在足够低的电离分数下会成为主要的阻尼效应。数值测试和天体物理上的意义也在本文中进行了讨论。

2. 等离子体碰撞中电子的不稳定性、反常加热和随机加速

Instabilities; Anomalous Heating and Stochastic Acceleration of Electrons in Colliding Plasmas ———— M.A. Malkov; V.I. Sotnikov

本文研究了两个膨胀等离子体云的碰撞，强调等离子体混合层的不稳定性和电子能量化。这项工作与爆炸产生激光或者 Z-箍缩 (z-pinch)等离子体等实验室实验直接相关，但也可以解释很多自然发生的天体物理或者空间物理现象。在先前发表的工作中，我们进行了研究、分析并数值化了在真空室中由两根平行金属丝汽化产生的相互穿透的电晕中发射的等离子流。研究的重点是碰撞层中在确定条件下发展的一般流形以及低杂质薄壳的不稳定性。目前的这篇文章关注相互穿透的两团等离子体的初始相。在这个相中，离子与离子间的双流不稳定性，有效电子加热以及随机加速主导了等离子体的混合。绝热（可逆）电子加热和随机加速（不可逆）以及由不稳定驱动电场提供能量的加热机制都被考虑在其中。这种不可逆性是由于电子在波的电场中的逃逸加速以及离子与中性粒子的投掷角散射共同作用造成的。

3. 利用 Politano-Pouquet 定律的弱局域公式测量内太阳风中的能量转移、不连续性和加热

Energy transfer; discontinuities and heating in the inner solar wind measured with a weak and local formulation of the Politano-Pouquet law —— Vincent David; Sébastien Galtier; Fouad Sahraoui; Lina Z. Hadid

太阳风是一种高度湍流的等离子体，长期以来，人们一直用 Politano-Pouquet (PP98) 精确 (exact)定律测量太阳风的平均能量转移速率 $\varepsilon$ 。然而，该定律假设了统计上的同质性，这可能被不连续性的存在所破坏。我们在这里介绍了一种基于惯性耗散 $\mathcal{D}_{\mathrm{I}}^{\sigma}$ 的方法，其解析形式是从不可压缩磁流体力学(MHD)推导出来的。它可以被看成是 PP98 定律的一个弱的、局部（在空间内部）的表述，其表达式经过积分后恢复成全空间内的表达。我们使用了 $\mathcal{D}_{\mathrm{I}}^{\sigma}$ 来从 THEMIS-B 和 Parker Solar Probe (PSP) 探测器在太阳风于不同的日光层距离下获取到的数据中估计局地的能量转移率。我们的研究揭露了靠近太阳附近的不连续性导致了强烈的，具有大范围尺度 $\sigma$ 的能量转移。我们还观测到，转换 (switchbacks)似乎是以一种单一的能量转换变化到 $\sigma^{-3/4}$ 的行为为特征的，这经典的不连续性的特征（以 $\sigma^{-1}$ 为尺度）稍微有所不同。通过比较 $\varepsilon$ 和 $\mathcal{D}_{\mathrm{I}}^{\sigma}$ 的测量结果可以看出：一般来说，后者将会明显大于前者。

PRL 🍎

1. 动力学尺度下对纯电子磁重联（Electron-Only Magnetic Reconnection）期间电子加热和非麦克斯韦分布的实验室观察

Laboratory Observations of Electron Heating and Non-Maxwellian Distributions at the Kinetic Scale during Electron-Only Magnetic Reconnection —— Peiyun Shi; Prabhakar Srivastav; M. Hasan Barbhuiya; Paul A. Cassak; Earl E. Scime; and M. Swisdak

在实验室等离子体中，在用平面外的 (out-of-plane (guide) )强磁场产生的纯电子磁重联期间直接观测到了由暖体粒子群和冷束组成的 (composed of a warm bulk population and a cold beam)非麦克斯韦电子速度分布函数。电子在分界面的地方加热，并且电子温度沿着分界面持续升高。观测得到的焓通量增益为入射“坡印亭”通量的70%。电子束在X点的两侧是方向相反的，它们的速度与电子的阿尔芬速度相当。PIC(Particle-in-cell)模拟与观测结果是一致的。实验结果与最近在磁鞘中观测到的结果一致，甚至有更进一步的发现。

2. 磁剪切中阿尔芬波动力学加热

Kinetic Heating by Alfv´en Waves in Magnetic Shears —— Fabio Bacchini; Francesco Pucci; Francesco Malara; and Giovanni Lapenta

通过第一性原理的动力学模拟，我们展示了一个在非均匀背景介质中传播的大尺度阿尔芬波（AW）衰减成动力学阿尔芬波（KAWs）的过程，触发了离子和电子的能量化。我们证明这两种波 (species)可以经过差异加热 (differential heating)获得不同大小的初始阿尔芬波能量。根据空间观测，经过衰减过程后，动力学阿尔芬波驱动的电场在粒子速度分布函数中产生了非麦克斯韦特性。我们提出的过程只需要一个大尺度的阿尔芬波与磁剪切进行相互作用，可能与一些天体物理和实验室等离子体过程相关。