Токовые слои в плазме — от теории к эксперименту

В настоящем обзоре представлены основные этапы экспериментальных исследований динамики и эволюции токовых слоёв, которые создавались в плазме в сильных неоднородных магнитных полях. Эти исследования были инициированы работами Сергея Ивановича Сыроватского, внесшего выдающийся вклад в создание МГД-теории токовых слоёв. Эксперименты развивались в тесном взаимодействии с теорией и под влиянием теоретических идей и представлений. Установлено, что в плазме высокой проводимости формирование токового слоя приводит к концентрации магнитной энергии, а при взрывном разрушении слоя происходит преобразование магнитной энергии в энергию плазмы и ускоренных электронов. Показано, что триггером разрыва слоя во многих случаях служит быстрый локальный рост температуры плазмы и нарушение поперечного равновесия в пределах токового слоя. Доказана возможность развития токовых слоёв в трёхмерных магнитных конфигурациях, и определён диапазон таких конфигураций. Установлено, что токи обратного направления играют важную роль в ограничении длительности потоков плазмы, которые ускоряются в токовых слоях.