Biến đổi độ rộng bất thường của sóng đơn âm ion khuyết tán trong bối cảnh plasma cực quang

Tóm tắt. Sự hiện diện của sóng đơn âm có biên độ lớn động lực học trong các vùng cực quang của không gian đã được biết đến rộng rãi. Vì vận tốc của chúng nằm trong khoảng tốc độ âm ion, chúng có thể được xem là được sinh ra từ sự phát triển phi tuyến của các sóng âm ion. Tuy nhiên, chúng không cho thấy mối tương quan giữa độ rộng và biên độ như dự kiến cho các soliton K-dV. Các quan sát gần đây từ POLAR thực tế đã tiết lộ rằng các sóng đơn âm ion hiếm khuyết ở độ cao thấp liên quan đến việc gia tăng độ rộng khi biên độ tăng. Điều này cho thấy lý thuyết phi tuyến yếu không phù hợp để mô tả các cấu trúc đơn âm trong các vùng cực quang. Trong công trình hiện tại, một phân tích hoàn toàn phi tuyến dựa trên kỹ thuật tiềm năng giả Sagdeev đã được áp dụng cho cả sự lan truyền song song và nghiêng của các sóng đơn âm khuyết tán trong plasma đa ion có hai nhiệt độ electron. Các nghiệm biên độ lớn nhất quán cho thấy sự gia tăng độ rộng với sự gia tăng biên độ. Hồ sơ biến đổi độ rộng-biên độ của các sóng đơn âm khuyết tán lan truyền nghiêng trong plasma có từ đã được so sánh với các quan sát từ POLAR gần đây. Mô hình biến đổi độ rộng-biên độ được tìm thấy phù hợp tốt với các kết quả phân tích. Điều này cho thấy rằng lý thuyết hoàn toàn phi tuyến của sóng âm ion có thể giải thích các biến đổi độ rộng bất thường quan sát được của các cấu trúc biên độ lớn trong vùng cực quang.