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A la UNE du journal Physics of Plasmas des résultats d’une équipe comprenant plusieurs chercheurs du LPP

La turbulence est un phénomène universel survenant dans les fluides ainsi que dans les plasmas magnétisés sans collision. Ce travail se concentre sur le développement spontané de la turbulence dans la phase de saturation de l’instabilité de Kelvin-Helmholtz (KH) à l’aide d’une simulation bi-fluide.
Le contexte physique de l’étude est la magnétopause terrestre de basse latitude où l’écoulement de cisaillement entre les plasmas du vent solaire et de la magnétosphère fournit les conditions pour que cette instabilité puisse se développer et de créer une chaîne de tourbillons à grande échelle. Le développement de l’instabilité KH est particulièrement important en termes de transport de plasma du vent solaire dans la magnétosphère de la Terre, à travers la magnétopause. Au cours de l’évolution de l’instabilité, les tourbillons évoluent de façon non linéaire et interagissent les uns avec les autres, menant soit à leur fusion soit à leur cassure. La cassure des tourbillons est entraînée par le développement d’instabilités secondaires autour du bord des bras des tourbillons, entre ou à l’intérieur les tourbillons eux-mêmes.

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Sur cette figure, sont tracés les iso-contours de courants Jz, perpendiculaires au plan (x, y) contenant les lignes de potentiel magnétiques, pendant la phase de saturation de l’instabilité.
Cette région turbulente est caractérisée par la présence de fluctuations et de structures de champ magnétique à petite échelle, de l’ordre de ou inférieures à une longueur d’inertie des ions. Les auteurs ont observé la présence d’intermittence et ont étudié les structures intenses responsables de cette intermittence. Ils ont remarqué que ces structures sont compatibles avec des couches de courant reconnectées. L’analyse détaillée d’une structure de reconnexion montre des taux de reconnexion supérieurs à ceux généralement atteint lors de simulations MHD Hall, mais en accord avec d’autres simulations de reconnexion dans un milieu turbulent.

Voir l’article : C. Rossi et al


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