Effets des interactions résonnantes ondes-particules en turbulence faible des plasmas

Effects of resonant wave-particle interactions in weakly turbulent plasmas

Centre de Physique Théorique de l’Ecole Polytechnique — F. 91128 Palaiseau, France.

Résumé

Dans cet article, nous passons en revue les développements récents de la théorie de la turbulence faible des plasmas lorsque la turbulence est générée par une interaction résonnante entre les ondes et les particules : ce sont d’une part les approches qui utilisent des propagateurs renormalisés et, d’autre part, la théorie de la granulation de l’espace des phases. Nous employons une méthode diagrammatique qui permet d’établir de façon systématique chacune de ces approches et de faire le lien entre elles. Nous montrons que les théories de l’élargissement de résonance n’améliorent pas de façon significative les résultats obtenus à l’aide des développements conventionnels. Nous établissons qu’au contraire le phénomène de la granulation de l’espace des phases remet en cause les hypothèses de la turbulence faible : dans certaines conditions, les agrégats émettent de façon cohérente un champ électrique induit supplémentaire qui modifie les propriétés statistiques du champ.

Abstract

This paper gives a review of new progress in the theory of weak turbulence in plasmas, in the case of a turbulence generated by resonant wave-particles interactions ; that is on one hand the theories which make use of renormalized propagators and on the other hand the phase-space granulation theory. We work out a diagrammatic method which makes it possible to derive in a systematic way each one of these approaches and to make the connection between them. We show that the resonance broadening theories do not improve signicantly the results obtained from conventional expansions. On the contrary, we establish that phase-space granulation leads to question the weak turbulence assumptions : under definite conditions, clumps emit coherently an additional induced electric field which modifies the statistical properties of the field.