انتشار موج يون صوتي ضربه‌اي در پلاسما در حضور ميدان مغناطيسي غيريكنواخت

انتشار امواج غيرخطي از جمله امواج يون صوتي، الكترون صوتي، غبار صوتي و ... در شرايط مختلف تعادلي و غيرتعادلي موردمطالعه قرار گرفته است. در اين ميان، مطالعه و بررسي اين امواج در پلاسماي مغناطيده به‌دليل تأثير ميدان مغناطيسي خارجي بر پلاسما با زواياي مختلف انتشار موج، از جذابيت زيادي برخوردار است. مطالعات گسترده‌اي در مورد انتشار امواج صوتي در پلاسماي مغناطيده وجود دارد كه نشان مي‌دهد زماني كه شدت ميدان مغناطيسي ثابت است، انتشار موج صوتي با نمايه ساليتوني و به شكل پايدار در پلاسما رخ مي‌دهد. در واقع ميدان مغناطيسي يكنواخت در نوسان ذرات پلاسمايي براي ايجاد مناطق رقيق و متراكم و نهايتاً انتشار موج دخالتي ندارد و به همين دليل موج ساليتوني هارمونيك در پلاسما منتشر مي‌شود. ما قبلاً با عواملي نظير گرمايش، برخورد ذرات و ويسكوزيته كه باعث اختلال در نوسان ذرات در پلاسما مي‌شوند، آشنا شده‌ايم. در اين شرايط انتشار موج صوتي به شكل ساليتوني نخواهد بود و موج ضربه‌اي ظاهر مي‌شود. از سوي ديگر مي‌دانيم كه در شرايط واقعي، ميدان مغناطيسي حاكم بر پلاسماي آزمايشگاهي مانند توكامك و همچنين پلاسماهاي اخترفيزيكي و فضايي به هيچ وجه يكنواخت نيست. به‌عنوان يك مثال واقعي، شدت ميدان مغناطيسي زمين از nT 30000 در عرض‌جغرافيايي 0 و طول‌جغرافيايي 60+ تا nT 45000 در عرض‌جغرافيايي 10 و طول‌جغرافيايي 90+ كه در آن ميدان مغناطيسي تقريباً افقي است، تغيير مي‌كند. بنابراين مطالعه اثر ميدان مغناطيسي غير‌يكنواخت جالب خواهد بود. براي اين منظور، ما يك مدل پلاسماي مغناطيده يون-الكترون را در نظر گرفته و در حالي‌كه شدت ميدان مغناطيسي در نقاط مختلف پلاسما يكسان نيست، رفتار موج يون صوتي را به‌صورت عددي بررسي كرديم. از روش Runge-Kutta مرتبه دوم استفاده كرده و به‌منظور سهولت در محاسبات، جهت ميدان مغناطيسي را ثابت فرض كرديم. از روش مذكور براي حل عددي معادلات اساسي موج يون صوتي استفاده كرده و نشان داديم كه رفتار پايدار موج ساليتوني در حضور ميدان مغناطيسي غيريكنواخت دچار اختلال مي‌شود و در اين حالت موج به‌صورت موج ضربه‌اي انتشار مي‌يابد. اكنون مي‌توان ميدان مغناطيسي غيريكنواخت را به‌همراه عواملي مانند ويسكوزيته، گرمايش و ... به‌عنوان منبع جديد توليد موج ضربه‌اي در پلاسما معرفي كرد. اين موضوع با در نظر گرفتن خاصيت برخوردي و فركانس‌هاي ژيروسكوپي ذرات نيز قابل بررسي و مطالعه است. مطمئناً در اين شرايط تأثير ميدان مغناطيسي غيريكنواخت مي‌تواند متفاوت باشد. اين چالش را همچنين مي‌توان براي ساير امواج صوتي در مدل‌هاي دمايي و چگالي مختلف، پلاسماهاي غير حرارتي متنوع و ساير ويژگي‌ها در پلاسماهاي اخترفيزيكي و آزمايشگاهي دنبال كرد.