¿Qué es el número de Lundquist S?

S = v_A L/η_m mide cuánto domina la advección sobre la difusión magnética. Aquí η_m es la difusividad magnética, en m²/s. Un S grande: capa delgada y entrada lenta v_in ~ v_A/√S en el modelo de Sweet–Parker.

¿Por qué la reconexión es «lenta»?

Al crecer S la capa δ/L ~ 1/√S se adelgaza, pero la entrada de flujo necesaria también va como 1/√S: en el modelo la velocidad baja con S, a diferencia de muchos fenómenos rápidos.

La salida a lo largo de la capa la fija la tensión magnética y es del orden de la velocidad de Alfvén v_A.

¿Qué no se tiene en cuenta?

El efecto Hall, la inercia de los iones, los modos de desgarro de la capa, la turbulencia tridimensional, el campo longitudinal y los plasmoides de Petschek.

Reconexión magnética (Sweet–Parker)

Modelo didáctico de Sweet–Parker: regiones de B opuestas, capa de corriente, entrada v_in ≈ v_A/√S y salida, número de Lundquist S y δ/L.

Sobre el modelo

La reconexión magnética convierte la energía almacenada en el campo en calentamiento y flujos de plasma cuando flujos de sentido opuesto se acercan en una capa de corriente delgada. El modelo estacionario de Sweet–Parker equilibra la entrada de flujo magnético a una región resistiva de semiespesor δ y longitud L con la salida a velocidad de Alfvén a lo largo de la capa. El número de Lundquist S = v_A L/η_m (v_A = B/√(μ₀ρ), η_m es la difusividad magnética) fija δ/L ≈ 1/√S y la velocidad de entrada v_in ≈ v_A/√S; la salida es del orden de v_A. Un S grande en este cuadro clásico significa capa delgada y reconexión lenta — de ahí la motivación de los modelos de reconexión rápida. En pantalla: un punto X esquemático, la capa de corriente, flechas de entrada y de salida, gráficas de v_in/v_A y δ/L frente a S. Esquema bidimensional estacionario, sin efecto Hall, modos de desgarro ni chorros inestables de Petschek.

Para quién: Física de plasmas y física espacial después de las ondas de Alfvén: capa de corriente y número de Lundquist.

Conceptos clave

reconexión magnética
modelo de Sweet–Parker
capa de corriente
número de Lundquist
punto X
entrada y salida
velocidad de Alfvén

Cómo funciona

En el modelo de Sweet–Parker, S = v_A L/η_m, la entrada es v_in ≈ v_A/√S, el espesor de la capa δ/L ≈ 1/√S y la salida es del orden de v_A. En pantalla: punto X, capa de corriente, flechas de entrada y de salida y gráficas de v_in/v_A y δ/L frente a S. No se incluyen el efecto Hall ni los modos de desgarro.

Preguntas frecuentes

¿Qué es el número de Lundquist S?: S = v_A L/η_m mide cuánto domina la advección sobre la difusión magnética. Aquí η_m es la difusividad magnética, en m²/s. Un S grande: capa delgada y entrada lenta v_in ~ v_A/√S en el modelo de Sweet–Parker.
¿Por qué la reconexión es «lenta»?: Al crecer S la capa δ/L ~ 1/√S se adelgaza, pero la entrada de flujo necesaria también va como 1/√S: en el modelo la velocidad baja con S, a diferencia de muchos fenómenos rápidos.
¿Qué es v_out?: La salida a lo largo de la capa la fija la tensión magnética y es del orden de la velocidad de Alfvén v_A.
¿Qué no se tiene en cuenta?: El efecto Hall, la inercia de los iones, los modos de desgarro de la capa, la turbulencia tridimensional, el campo longitudinal y los plasmoides de Petschek.

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