Importance de leffet Hall pour comprendre la turbulence la magntopause

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Importance de leffet Hall pour comprendre la
turbulence à la magnétopause

• Laurence Rezeau et Gérard Belmont
• CETP

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• Effet Hall et ses conséquences sur le théorème du
  champ gelé
• Le problème de la turbulence à la magnétopause de
  la Terre
• Le modèle proposé
• Forme des solutions suivant quon prend en compte
  leffet Hall ou pas
• Conséquences sur la possibilité de reconnexion à
  la magnétopause

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Effet Hall
MHD idéale vs non idéale
E  -v ? B  DE
?
?
pas de reconnexion possible
reconnexion possible
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Effets sur la reconnexion
dF 
B.dS   dt(dF)  -(??DE).dS
Flux magnétique à travers une surface transportée
avec le fluide
Il y aura reconnexion si le flux sort du tube de
matière
dt(dF?) ? 0
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La magnétopause de la Terre
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Propriétés expérimentales de la turbulence

• Fort niveau de turbulence dans la magnétogaîne
  (en amont)
• Amplification à la magnétopause
• Turbulence faible modes linéaires basse
  fréquence couplés

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Pour étudier lamplification de la turbulence à
la magnétopause On commence par un modèle
simple interaction dune onde monochromatique
avec une magnétopause simplifiée
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Dans un premier temps calcul en MHD idéale et
sans rotation de B
(Belmont et al, 1995)

• Suivant la valeur de kT
• Onde émergente amortie
• Résonance dans la frontière

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Dans un deuxième temps calcul en MHD idéale et
avec rotation de B
(de Keyser et al, 1999)

• Suivant la valeur de kT
• Résultats inchangés
• Plusieurs résonances dans la frontière

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Dans un troisième temps calcul en MHD Hall et
avec rotation de B
Conversion en mode dAlfven
(Belmont et Rezeau, 2001)
Piégeage au point où k ? B
Les résonances ont disparu quel que soit kT
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A partir du moment où on traite le problème en
MHD Hall

• Le nombre de solutions au système linéaire passe
  de 2 à 3 modes,
• ce qui rend possible la conversion dun mode à un
  autre.
• Les résonances observées dans les autres cas
  étaient des artefacts.
• Lamplitude tend vers linfini et l tend vers 0
  au point où k ? B
• il faudrait inclure les effets de rayon de Larmor
  fini

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• Explication du phénomène
• Conversion de mode
• Piégeage dans le gradient

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• Explication du phénomène
• Conversion de mode
• Piégeage dans le gradient

• Conséquences
• Microreconnexion

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Conclusion

• Le phénomène de résonance dAlfven est un
  artefact de la MHD idéale
• Modèle, début dexplication
• lamplification des ondes observée à la
  magnétopause
• micro-reconnexion du à la turbulence (sans
  résistivité et sans instabilité)