Читать онлайн «Вопросы теории плазмы. Выпуск 7»

ВОПРОСЫ ТЕОРИИ пллзлы Пой ред. акад. М. А. ЛЕОНТОВША ВЫПУСК 7 МОСКВА АТОМИЗДАТ 1973 УДК 533. 9 Вопросы теории плазмы. Сб. статей. Вып. 7. Под ред. акад. М. А. Леонтовича. М. , Атомиздат, 1973, с. 304. В настоящем выпуске серии сборников «Вопросы теории плазмы» с единой точки зрения излагается тео- теория явлений распространения и взаимодействия коле- колебаний сплошной среды, рассмотрены такие эффекты, как трансформация волн в неоднородной среде, не- нелинейное ограничение кинетических неустойчивостей плазмы, приводящих к появлению аномального со- сопротивления и турбулентной диффузии плазмы; дан обзор неоклассической теории процессов переноса в тороидальных системах, рассмотрено также цикло- циклотронное излучение плазмы. А. Галеев, Р. 3. Сагдеев ВВЕДЕНИЕ В линейной теории плазмы произвольное возмущение можно представить в виде суперпозиции собственных колебаний, каждое из которых независимо от других. В нелинейной теории колебания в результате нелинейностей взаимодействуют друг с другом. Это вза- взаимодействие во многом напоминает взаимодействие движений раз- разных масштабов в гидродинамической турбулентности. Для плазмы, однако, картину такого взаимодействия часто можно представить на знакомом языке суперпозиции линейных собственных колебаний, но учитывая слабое взаимодействие между модами вследствие не-' линейности. Это означает, что коэффициенты в разложении по соб- собственным колебаниям становятся медленно меняющимися функция- функциями времени и в конце концов сильно отклоняются от своих перво- первоначальных значений, предсказываемых линейной теорией. Такой подход теперь общепринято называть теорией слабой тур- турбулентности. Уравнения этой теории можно вывести из первых прин- принципов с помощью разложения исходных уравнений для плазмы по малому параметру — отношению энергий колебаний к полной энер- энергии плазмы. Источником энергии для возбуждения колебаний в этой теории обычно служат различные неустойчивости плазмы. Теория слабой турбулентности возникла в начале шестидеся- шестидесятых годов, в настоящее время с ее помощью удалось объяснить це- целый ряд важных нелинейных явлений: взаимодействие пучка заря- заряженных частиц с плазмой; турбулентный нагрев плазмы; механиз- механизмы диссипации в бесстолкновительных ударных волнах; аномаль- аномальное сопротивление. Метод слабой турбулентности перешагнул рамки физики плазмы и с успехом применяется в теории нелинейных дис- диспергирующих сред вообще и, в частности, в нелинейной динамике волн на воде. Таким образом, удалось построить количественную теорию «ряби на воде» — явления, долго не имевшего количествен- количественной интерпретации. Хотя теории слабой турбулентности в течение прошедшего де- десятилетия и уделялось внимание в книгах и обзорах*, тем не ме- * Кадомцев Б. Б. Турбулентность плазмы. В сб. : Вопросы теории плаз- плазмы. Под ред. акад. М.