1. Inefficient Magnetic-Field Amplification in Supersonic Laser-Plasma Turbulence
- Author
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A. F. A. Bott, Laura Chen, R. Rosch, Alexander Schekochihin, Gianluca Gregori, L. Le-Deroff, T. Caillaud, G. Boutoux, Donald Q. Lamb, A. Duval, Petros Tzeferacos, B. Khiar, B. Vauzour, I. Lantuéjoul, M. Koenig, Christopher Spindloe, Dongsu Ryu, Alexis Casner, B. Villette, Brian Reville, Department of Physics [Oxford], University of Oxford [Oxford], DAM Île-de-France (DAM/DIF), Direction des Applications Militaires (DAM), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), Laboratoire pour l'utilisation des lasers intenses (LULI), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-École polytechnique (X)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire d'Etude du Rayonnement et de la Matière en Astrophysique (LERMA (UMR_8112)), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-CY Cergy Paris Université (CY), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), Centre d'études scientifiques et techniques d'Aquitaine (CESTA), Max-Planck-Institut für Kernphysik (MPIK), Max-Planck-Gesellschaft, Centre d'Etudes Lasers Intenses et Applications (CELIA), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Bordeaux (UB), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-École polytechnique (X)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), KOENIG, Michel, University of Oxford, Laboratoire d'Etude du Rayonnement et de la Matière en Astrophysique et Atmosphères = Laboratory for Studies of Radiation and Matter in Astrophysics and Atmospheres (LERMA), École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-CY Cergy Paris Université (CY), and Université de Bordeaux (UB)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
- Subjects
FOS: Physical sciences ,General Physics and Astronomy ,Magnetic Reynolds number ,01 natural sciences ,[PHYS] Physics [physics] ,law.invention ,Physics::Fluid Dynamics ,law ,[PHYS.PHYS.PHYS-PLASM-PH]Physics [physics]/Physics [physics]/Plasma Physics [physics.plasm-ph] ,0103 physical sciences ,Supersonic speed ,010306 general physics ,010303 astronomy & astrophysics ,[PHYS]Physics [physics] ,Physics ,Magnetic energy ,Turbulence ,Plasma ,Laser ,Astrophysics - Astrophysics of Galaxies ,Physics - Plasma Physics ,Computational physics ,Magnetic field ,Plasma Physics (physics.plasm-ph) ,Cascade ,Astrophysics of Galaxies (astro-ph.GA) ,Physics::Space Physics - Abstract
We report a laser-plasma experiment that was carried out at the LMJ-PETAL facility and realized the first magnetized, turbulent, supersonic plasma with a large magnetic Reynolds number ($\mathrm{Rm} \approx 45$) in the laboratory. Initial seed magnetic fields were amplified, but only moderately so, and did not become dynamically significant. A notable absence of magnetic energy at scales smaller than the outer scale of the turbulent cascade was also observed. Our results support the notion that moderately supersonic, low-magnetic-Prandtl-number plasma turbulence is inefficient at amplifying magnetic fields., 6 pages, 4 figures; supplemental information included (14 pages, 10 figures)
- Published
- 2021
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