Ion cyclotron turbulence in plasma of lower hybrid cavities in the Earth’s ionosphere

Abstract

The linear and nonlinear stages of the ion cyclotron instability in plasma of lower hybrid cavities in the Earth's ionosphere are investigated. Because these structures are cylindrically symmetric, the analysis uses the model, which considers as elementary perturbations the small-scale cylindrical waves. It is shown that at the nonlinear stage of instability the suppression of high cyclotron harmonics, as well as short-wavelength part of the spectrum of the azimuthal wave numbers occurs. The estimate of the rate of ion heating is carried out.

Досліджуються лінійна та нелінійна стадії іонної циклотронної нестійкості в плазмі нижньогібридних порожнин земної іоносфери. Оскільки такі структури мають циліндричну симетрію, аналіз проводиться на основі моделі, що розглядає в якості елементарних збурень дрібномасштабні циліндричні хвилі. Показано, що на нелінійній стадії нестійкості відбуваються пригнічення високих циклотронних гармонік, а також короткохвильової частини спектра азимутальних хвильових чисел. Виконано оцінку швидкості нагріву іонів.

Исследуются линейная и нелинейная стадии ионной циклотронной неустойчивости в плазме нижнегибридных полостей земной ионосферы. Поскольку такие структуры имеют цилиндрическую симметрию, анализ проводится на основе модели, рассматривающей в качестве элементарных возмущений мелкомасштабные цилиндрические волны. Показано, что на нелинейной стадии неустойчивости происходят подавления высоких циклотронных гармоник, а также коротковолновой части спектра азимутальных волновых чисел. Выполнена оценка скорости нагрева ионов.