无碰撞磁重联应该最后谈，因为很多重要问题没有解决。但是有读者问起，就简单说几句笔者个人的看法。

 

问题1：您说过，电阻磁重联中电子和离子是从一根磁力线被“碰撞”到另一根磁力线。在Hall重联过程中，在扩散区电子离子运动分离，只有电子冻结在磁力线上。这样磁力线带着质量轻的电子会运动更快、重联更快，这应该是Hall effect加速磁场重联的物理图像吧。在这里我想问电子从一根磁力线跑到另一根磁力线的机理是什么？Hall effect并不是耗散项（磁通扩散项），在Hall reconnection中，若是没有电阻项重联还会发生吗？因为我看到别人做Hall MHD reconnection时，电阻项都被保留。

 

第一：是的，电阻磁重联是因为碰撞引起带电粒子从绕着一条磁力线转“变换”到围着另一条磁力线转；Hall磁重联是因为离子的非磁化使得磁力线在Hall效应起作用的离子惯性区得以“甩掉包袱（离子）”，“轻装前进（只携带电子）”，或者说，磁力线的“惯性”突然变小，速度突然变快！

 

第二：但是如问题所说，到底是什么机制“break the field line”，或者说使得电子从一条磁力线跳到另一条（所以我们不再能clearly identify a field line），还是一个open question。今天上午笔者在这里的International Substorm Workshop上lead磁重联session的讨论时，这正是outstanding issues之一。一个可能的candidate是波对电子的散射引起的所谓“反常电阻”效应，比如低混杂波（一种频率介于电子与离子回旋频率之间的静电波）对电子的散射。

 

问题2：那么，在托卡马克中的collisionless reconnection, 往往是电子惯性项被保留，而不是Hall项。这里想请王老师谈一谈电子惯性项加速磁场重联的物理图像是什么；在这里（有电子惯性项没有Hall项），离子的运动特征是什么？在m=1 kink-tearing和m>1 tearing, 电子运动特征的主要差异是什么？

 

这里是好几个问题：

 

第一：托卡马克磁重联研究中，m=1的kink-tearing研究一般投影在磁场方向，所以没有Hall电场项，但是有沿磁场方向的电子压强梯度项（而非电子惯性项）；

 

第二：对磁重联的加速体现在沿磁力线的电子压强梯度。但是，如果电子没有惯性，这一项会很快将电子加速到速度无穷大！这又是一个遇到奇点的时候必须把丢掉（忽略）的物理效应再捡起来的例子。注意：电子惯性反而是“减慢”的效应！

 

第三：对于标量压强，其梯度是没有贡献的（因为在磁感应方程里,it is the curl of the term that really matters）；所以只有压强张量的非对角项有贡献。而这些非对角项一般认为是turbulent Reynolds stress——我们再一次看到电子运动与湍流谱相互作用的贡献！这可能给我们指出一条最后明白这个问题的路。

 

至于m>1 tearing modes，其本征函数是localized，与m=1 kink的globalized本征函数有根本的不同，所以本质上是慢时间尺度的电阻磁重联。

 

这些问题的具体物理图像，我们会慢慢讨论。

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