THE EFFECT OF COMPRESSIBILITY ON THE KELVIN-HELMHOLTZ INSTABILITY IN PLASMAS

Abstract

La inestabilidad de Kelvin-Helmholtz se presenta en muchos plasmas naturales y de laboratorio, enconfiguraciones muchas veces complejas con cizalla magnética y diferencias de densidad y temperatura de ambos lados de la discontinuidad de velocidad. La inclusión de los efectos de la compresibilidad lleva a notables complicaciones debido a que la relación de dispersión lleva en general a un polinomio de grado 10 que depende de 6 parámetros independientes. Por este motivo en la interpretación de los datos experimentales se suele usar el resultado de la teoría incompresible ya que en esa aproximación la condición de estabilidad se expresa en forma analítica, y además porque en base a los conocidos teoremas de Newcomb, se piensa que la compresibilidad tiende a estabilizar los modos de Kelvin-Helmholtz. Sin embargo dichos teoremas no se pueden aplicar en esta caso dado que al haber movimiento de masa es posible tener perturbaciones de energía negativa, y por lo tanto se puede generar una nueva inestabilidad si debido a la compresibilidad aparecen nuevos modos. En este trabajo mostramos que efectivamente el efecto de la compresibilidad lleva a desestabilizar el plasma para bajas velocidades relativas en situaciones que son estables en el límite incompresible.