Electron acceleration by wave turbulence in a magnetized plasma - Archive ouverte HAL Accéder directement au contenu
Article Dans Une Revue Nature Phys. Année : 2018

Electron acceleration by wave turbulence in a magnetized plasma

A. Rigby
  • Fonction : Auteur
F. Cruz
  • Fonction : Auteur
R. Bamford
  • Fonction : Auteur
A.R. Bell
  • Fonction : Auteur
J.E. Cross
  • Fonction : Auteur
F. Fraschetti
  • Fonction : Auteur
P. Graham
  • Fonction : Auteur
Y. Hara
  • Fonction : Auteur
P.M. Kozlowski
  • Fonction : Auteur
Y. Kuramitsu
  • Fonction : Auteur
D.Q. Lamb
  • Fonction : Auteur
S. Lebedev
  • Fonction : Auteur
F. Miniati
  • Fonction : Auteur
T. Morita
  • Fonction : Auteur
M. Oliver
  • Fonction : Auteur
B. Reville
Y. Sakawa
  • Fonction : Auteur
S. Sarkar
  • Fonction : Auteur
C. Spindloe
R. Trines
  • Fonction : Auteur
P. Tzeferacos
  • Fonction : Auteur
L.O. Silva
  • Fonction : Auteur
R. Bingham
  • Fonction : Auteur
G. Gregori
  • Fonction : Auteur

Résumé

Astrophysical shocks are commonly revealed by the non-thermal emission of energetic electrons accelerated in situ 1$^{–}$3 . Strong shocks are expected to accelerate particles to very high energies 4$^{–}$6 , however, they require a source of particles with velocities fast enough to permit multiple shock crossings. While the resulting diffusive shock acceleration 4 process can account for observations, the kinetic physics regulating the continuous injection of non-thermal particles is not well understood. Indeed, this injection problem is particularly acute for electrons, which rely on high-frequency plasma fluctuations to raise them above the thermal pool 7$^{,}$8 . Here we show, using laboratory laser-produced shock experiments, that, in the presence of a strong magnetic field, significant electron pre-heating is achieved. We demonstrate that the key mechanism in producing these energetic electrons is through the generation of lower-hybrid turbulence via shock-reflected ions. Our experimental results are analogous to many astrophysical systems, including the interaction of a comet with the solar wind 9 , a setting where electron acceleration via lower-hybrid waves is possible.

Dates et versions

hal-01802051 , version 1 (28-05-2018)

Identifiants

Citer

A. Rigby, F. Cruz, B. Albertazzi, R. Bamford, A.R. Bell, et al.. Electron acceleration by wave turbulence in a magnetized plasma. Nature Phys., 2018, 14 (5), pp.475-479. ⟨10.1038/s41567-018-0059-2⟩. ⟨hal-01802051⟩
168 Consultations
0 Téléchargements

Altmetric

Partager

Gmail Facebook X LinkedIn More