21.8.2. ПЛАЗМЕННЫЙ ПУЧОК, СТАЛКИВАЮЩИЙСЯ С ОБЛАКОМ НЕЙТРАЛЬНОГО ГАЗА
Эксперименты, имеющие более непосредственное отношение к ситуации в космическом пространстве, выполнили Дэниэльссон [117] и Дэниэльссон и Бреннинг [120]. Схема экспериментального устройства показана на рис. 21.8.6. Водородная плазма генерировалась и ускорялась в безэлектродной плазменной пушке
Рис. 21.8.6. Экспериментальная установка для измерения критической скорости, использованная Дэниэльссоном. Слева находится плазменная пушка, выстреливающая замагниченную плазму со скоростью 
В длинной дрейфовой трубке направление магнитного поля изменяется с продольного на поперечное. Через клапан для напуска газа инжектируется тонкое облако газа. Если 
то пучок плазмы пройдет сквозь облако газа, очень слабо взаимодействуя с ним, так как средняя длина свободного пробега велика. Если 
имеет место сильное взаимодействие, приводящее к величине скорости, близкой к критической. Одновременно облако газа становится частично ионизованным [116]. 1 — импульсный клапан для напуска 
поджигающая катушка, 3 — катушка основного разряда, 4 — соленоид продольного магнитного поля, 5 — соленоид поперечного магнитного поля, 6 — область взаимодействия, 7 — зонды, 8 — к вакуумному насосу, 9 — клапан для напуска Не.
(конический 
-пйнч) и двигалась вдоль магнитного поля в дрейфовой трубке. Вдоль пути прохождения плазмы происходило постепенное изменение направления магнитного поля от продольного до поперечного. Поскольку плазма течет по дрейфовой трубке, значительная ее часть теряется за счет рекомбинации на стенках. Возникает поляризационное электрическое поле, и плазма с плотностью около 
продолжает дрейфовать поперек магнитного поля со скоростью до 5-107 см/с. В области поперечного магнитного поля плазма проникает в небольшое облако газа, выпускаемого из электромагнитного клапана. В момент прихода плазмы это облако имеет осевой размер 5 см и плотность 
Остальной объем системы находится под высоким вакуумом. В этих условиях средняя длина свободного пробега для прямых парных столкновений намного больше 5 см, поэтому, согласно общепринятой терминологии, взаимодействие является бесстолкновительным.
В эксперименте наблюдалось, что скорость плазмы значительно уменьшалась в облаке газа на типичном расстоянии, составляющем всего 1 см (рис. 21.8.7). Крометого, было обнаружено, что это уменьшение скорости плазмы зависит от скорости столкновения, как показано на рис. 21.8.8. Если нейтральным газом был гелий, то при проникновении плазмы в газ скорость не изменялась при самых малых скоростях столкновений (ниже 
см/с). При
(кликните для просмотра скана)
более высоких скоростях столкновений торможение плазмы становилось относительно сильнее.
При исследовании эмиссии излучения из плазмы и нейтрального газа было обнаружено, что распределение энергии электронов сильно изменяется при проникновении плазмы в газ и что ионизация атомов газа происходит быстрее на два порядка, чем это предполагалось исходя из параметров невозмущенного потока плазмы. Было установлено, что характерная энергия электронов подскакивает приблизительно от 5 до 
по крайней мере локально в облаке газа. Отсюда был сделан вывод, что этот скачок должен быть причиной ионизации и замедления плазмы.
Пока эксперимент Дэниэльссона продемонстрировал, что даже в ситуации, когда первичные столкновения происходят крайне редко, может иметь место очень сильное взаимодействие между движущейся плазмой и покоящимся газом. В гелии это взаимодействие реализуется выше скорости столкновения 
см/с и приводит к следующим результатам:
1) локальному нагреву электронов,
2) ионизации нейтрального газа,
3) замедлению потока плазмы.
