密度非对称的二维无碰撞磁场重联

使用二维粒子模拟（PIC）的方法研究了在电流片两侧具有不同温度或密度情况下的无碰撞磁场重联过程.在初始等离子体密度非对称的情况下，发现重联区等离子体流场结构、电磁场结构以及重联过程与对称情况下的结果有明显不同.通过对电流片两侧温度比取不同的参数Tm/Ts=1,2,5进行模拟(其中Tm和Ts分别代表磁层侧和磁鞘侧的温度),结果分析发现,(1)在密度非对称系统中，出流区电子沿着分离面出现一个整体的从高密度区向低密度区的流动，并围绕磁岛形成一个电流环；(2)在高温低密度一侧，在重联过程中，分离面两侧将出现很强的电荷分离并产生一个基本垂直于分离面的强度较大的电场Ez，其幅度和空间尺度与温度梯度近似地成线性正比和反比关系.在初始电流片两侧温度之比取Tm/Ts=5的情况下，Ez的幅度将达到0.71，其空间尺度与局地电子惯性长度de同一量级，这一结果与观测相吻合；(3)重联率随着温度梯度增大而下降.