ТУРБУЛЕ́НТНОСТЬ ПЛА́ЗМЫ

ТУРБУЛЕ́НТНОСТЬ ПЛА́ЗМЫ, слож­ное дви­же­ние за­ря­жен­ных час­тиц и элек­тро­маг­нит­но­го по­ля в плаз­ме, слу­жа­щее про­яв­ле­ни­ем кол­лек­тив­ной при­ро­ды взаи­мо­дей­ст­вия за­ря­жен­ных час­тиц плаз­мы ме­ж­ду со­бой. Т. п. схо­жа с обыч­ной тур­бу­лент­но­стью, но об­ла­да­ет вслед­ст­вие даль­но­дей­ст­вую­ще­го ку­ло­нов­ско­го взаи­мо­дей­ст­вия за­ря­жен­ных час­тиц плаз­мы (элек­тро­нов и ио­нов) го­раз­до бо́льшим раз­но­об­ра­зи­ем воз­мож­ных форм дви­же­ния, осо­бен­но при на­ли­чии маг­нит­но­го по­ля. По­сколь­ку дви­же­ние за­ря­жен­ных час­тиц плаз­мы со­про­во­ж­да­ет­ся воз­ник­но­ве­ни­ем са­мо­со­гла­со­ван­но­го элек­тро­маг­нит­но­го по­ля, то слу­чай­ной не­вос­про­из­во­ди­мой ве­ли­чи­ной в тур­бу­лент­ной плаз­ме ста­но­вит­ся и са­мо элек­тро­маг­нит­ное по­ле. Плаз­ма яв­ля­ет­ся не­ус­той­чи­вой сре­дой от­но­си­тель­но воз­бу­ж­де­ния сра­зу мно­гих её сте­пе­ней сво­бо­ды (ко­ле­ба­ний, волн и вих­рей разл. ти­пов) до уров­ня за­мет­но вы­ше те­п­ло­во­го, и в ней мо­гут воз­ни­кать и при­сут­ст­во­вать од­но­вре­мен­но мно­го ти­пов тур­бу­лент­ных со­стоя­ний.

Маг­ни­то­гид­ро­ди­на­ми­че­ская (МГД) Т. п., ана­ло­гич­ная тур­бу­лент­но­сти обыч­ной жид­ко­сти, ши­ро­ко рас­про­стра­не­на в ус­ло­ви­ях, ко­гда су­ще­ст­вен­на роль маг­нит­но­го по­ля. Она ха­рак­те­ри­зу­ет­ся круп­но­мас­штаб­ным дви­же­ни­ем плаз­мы, при ко­то­ром плаз­ма про­яв­ля­ет се­бя как сплош­ная про­во­дя­щая сре­да. МГД-тур­бу­лент­ность на­блю­да­ет­ся в кос­мич. плаз­ме и в ла­бо­ра­тор­ных ус­та­нов­ках для удер­жа­ния вы­со­ко­тем­пе­ра­тур­ной плаз­мы маг­нит­ным по­лем (в то­ка­ма­ках, стел­ла­ра­то­рах).

По­то­ки за­ря­жен­ных час­тиц мо­гут уси­ли­вать в плаз­ме и др. ти­пы ко­ле­ба­ний и волн. Воз­ни­каю­щая в этом слу­чае Т. п. на­зы­ва­ет­ся ки­не­ти­че­ской. В за­ви­си­мо­сти от ти­па пре­об­ла­даю­щих мод и дви­же­ний плаз­мы раз­ли­ча­ют лен­гмю­ров­скую, дрей­фо­вую, ион­но-зву­ко­вую и др. ти­пы Т. п. (см. Вол­ны в плаз­ме, Не­ус­той­чи­во­сти плаз­мы). По­сколь­ку фа­зо­вая ско­рость волн в плаз­ме, как пра­ви­ло, за­ви­сит от дли­ны вол­ны, то отд. вол­но­вые па­ке­ты за вре­мя сво­его су­ще­ст­во­ва­ния ус­пе­ва­ют ра­зой­тись на боль­шое рас­стоя­ние друг от дру­га и при их не­боль­шой ам­пли­ту­де взаи­мо­дей­ст­вие отд. па­ры вол­но­вых па­ке­тов ме­ж­ду со­бой ока­зы­ва­ет­ся сла­бым. Та­кая Т. п., свя­зан­ная с рас­кач­кой ши­ро­ко­го спек­тра волн в плаз­ме, в ко­то­ром взаи­мо­дей­ст­вие волн сла­бо влия­ет на их спек­траль­ные ха­рак­те­ри­сти­ки, на­зы­ва­ет­ся сла­бой тур­бу­лент­но­стью. Дви­же­ние плаз­мы в сла­бо­тур­бу­лент­ном со­стоя­нии пред­став­ля­ет со­бой на­бор сла­бо кор­ре­ли­ро­ван­ных волн и бо­лее по­хо­же на дви­же­ние взвол­но­ван­ной по­верх­но­сти мо­ря или ко­ле­ба­ния кри­стал­лич. ре­шёт­ки твёр­до­го те­ла, чем на тур­бу­лент­ное дви­же­ние жид­ко­сти. Вслед­ст­вие дос­та­точ­но ма­лых ам­пли­туд волн при сла­бой тур­бу­лент­но­сти про­цесс пе­ре­да­чи энер­гии от од­них волн к дру­гим про­те­ка­ет срав­ни­тель­но мед­лен­но. При уве­ли­че­нии ам­пли­ту­ды ко­ле­ба­ний взаи­мо­дей­ст­вие волн уси­ли­ва­ет­ся, про­ис­хо­дит уши­ре­ние спек­тра ко­ле­ба­ний по час­то­те, воз­ни­ка­ет силь­ная тур­бу­лент­ность.

Т. п. про­яв­ля­ет­ся во мно­гих про­цес­сах, про­те­каю­щих в плаз­ме: при удер­жа­нии маг­нит­ным по­лем не­од­но­род­ной плаз­мы, при взаи­мо­дей­ст­вии пуч­ков час­тиц с плаз­мой, при про­хо­ж­де­нии че­рез плаз­му мощ­но­го элек­тро­маг­нит­но­го из­лу­че­ния (в по­след­нем слу­чае бла­го­да­ря раз­ви­тию т. н. па­ра­мет­рич. взаи­мо­дей­ст­вий).