We present a detailed study of intermittency in the velocity and magnetic field fluctuations of compressible Hall-magnetohydrodynamic turbulence with an external guide field. To solve the equations numerically, a reduced model valid when a strong guide field is present is used. Different values for the ion skin depth are considered in the simulations. The resulting data are analyzed computing field increments in several directions perpendicular to the guide field, and building structure functions and probability density functions. In the magnetohydrodynamic limit, we recover the usual results with the magnetic field being more intermittent than the velocity field. In the presence of the Hall effect, field fluctuations at scales smaller than the ion skin depth show a substantial decrease in the level of intermittency, with close to monofractal scaling.

1.
P.
Dmitruk
and
W. H.
Matthaeus
,
Phys. Plasmas
13
,
042307
(
2006
).
2.
J.
Birn
and
M.
Hesse
,
J. Geophys. Res.
106
,
3737
, doi: (
2001
).
3.
Y.
Ren
,
M.
Yamada
,
S.
Gerhardt
,
H.
Ji
,
R.
Kulsrud
, and
A.
Kuritsyn
,
Phys. Rev. Lett.
95
,
55003
(
2005
).
4.
M.
Shay
,
J. F.
Drake
,
B. N.
Rogers
, and
R. E.
Denton
,
J. Geophys. Res.
106
,
3759
, doi: (
2001
).
5.
L. N.
Martin
,
P.
Dmitruk
, and
D. O.
Gómez
,
Phys. Plasmas
19
,
052305
(
2012
).
6.
S.
Donato
,
S.
Servidio
,
P.
Dmitruk
,
V.
Carbone
,
M. A.
Shay
, and
P. A.
Cassak
,
Phys. Plasmas
19
,
092307
(
2012
).
7.
S.
Servidio
,
W. H.
Matthaeus
,
M. A.
Shay
,
P. A.
Cassak
, and
P.
Dmitruk
,
Phys. Rev. Lett.
102
,
115003
(
2009
).
8.
M.
Yamada
,
Y.
Ren
,
H.
Ji
,
J.
Breslau
,
S.
Gerhardt
,
R.
Kulsrud
, and
A.
Kuritsyn
,
Phys. Plasmas
13
,
052119
(
2006
).
9.
P. D.
Mininni
,
D. O.
Gómez
, and
S. M.
Mahajan
,
Astrophys. J.
567
,
L81
(
2002
).
10.
P. D.
Mininni
,
D. O.
Gómez
, and
S. M.
Mahajan
,
Astrophys. J.
584
,
1120
(
2003
).
11.
P. D.
Mininni
,
D. O.
Gómez
, and
S. M.
Mahajan
,
Astrophys. J.
619
,
1019
(
2005
).
12.
P. D.
Mininni
,
A.
Alexakis
, and
A.
Pouquet
,
J. Plasma Phys.
73
,
377
(
2007
).
13.
D. O.
Gómez
,
P. D.
Mininni
, and
P.
Dmitruk
,
Phys. Rev. E
82
,
036406
(
2010
).
14.
O.
Alexandrova
,
V.
Carbone
,
P.
Veltri
, and
L.
Sorriso-Valvo
,
Planet. Space Sci.
55
,
2224
(
2007
).
15.
O.
Alexandrova
,
V.
Carbone
,
P.
Veltri
, and
L.
Sorriso-Valvo
,
Astrophys. J.
674
,
1153
(
2008
).
16.
K. H.
Kiyani
,
S. C.
Chapman
,
Yu. V.
Khotyaintsev
,
M. W.
Dunlop
, and
F.
Sahraoui
,
Phys. Rev. Lett.
103
,
075006
(
2009
).
17.
D.
Montgomery
,
Phys. Scr.
T2
,
83
(
1982
).
18.
H. R.
Strauss
,
Phys. Fluids
19
,
134
(
1976
).
19.
D. O.
Gómez
,
S. M.
Mahajan
, and
P.
Dmitruk
,
Phys. Plasmas
15
,
102303
(
2008
).
20.
L. N.
Martin
,
P.
Dmitruk
, and
D. O.
Gomez
,
Phys. Plasmas
17
,
112304
(
2010
).
21.
J.
Cho
and
A.
Lazarian
,
Astrophys. J.
701
,
236
(
2009
).
22.
P.
Rodriguez Imazio
and
P. D.
Mininni
,
Phys. Rev. E
83
,
066309
(
2011
).
23.
P. D.
Mininni
and
A.
Pouquet
,
Phys. Fluids
22
,
035106
(
2010
).
24.
A.
Ito
,
A.
Hirose
,
S. M.
Mahajan
, and
S.
Ohsaki
,
Phys. Plasmas
11
,
5643
(
2004
).
25.
G. G.
Howes
,
Nonlinear Processes Geophys.
16
,
219
(
2009
).
26.
A. A.
Schekochihin
,
S. C.
Cowley
,
W.
Dorland
,
G. W.
Hammett
,
G. G.
Howes
,
E.
Quataert
, and
T.
Tatsuno
,
Astrophys. J., Suppl.
182
,
310
(
2009
).
27.
N. H.
Bian
and
D.
Tsiklauri
,
Phys. Plasmas
16
,
064503
(
2009
).
28.
S.
Ghosh
,
M.
Hossain
, and
W. H.
Matthaeus
,
Comput. Phys. Commun.
74
,
18
(
1993
).
29.
I.
Arad
,
B.
Dhruva
,
S.
Kurien
,
V. S.
L'vov
,
I.
Procaccia
, and
K. R.
Sreenivasan
,
Phys. Rev. Lett.
81
,
5330
(
1998
).
30.
L.
Biferale
and
I.
Procaccia
,
Phys. Rep.
414
,
43
(
2005
).
31.
L. N.
Martin
and
P. D.
Mininni
,
Phys. Rev. E
81
,
016310
(
2010
).
32.
R.
Benzi
,
S.
Ciliberto
,
C.
Baudet
,
G.
Ruiz Chavarria
, and
R.
Tripiccione
,
Europhys. Lett.
24
,
275
(
1993
).
33.
R.
Benzi
S.
Ciliberto
R.
Tripiccione
C.
Baudet
,
F.
Massaioli
, and
S.
Succi
,
Phys. Rev. E
48
,
R29
(
1993
).
34.
E.
Lee
,
M. E.
Brachet
,
A.
Pouquet
,
P. D.
Mininni
, and
D.
Rosenberg
,
Phys. Rev. E
81
,
016318
(
2010
).
35.
P. D.
Mininni
and
A.
Pouquet
,
Phys. Rev. Lett.
99
,
254502
(
2007
).
36.
J. C.
Perez
,
J.
Mason
,
S.
Boldyrev
, and
F.
Cattaneo
,
Phys. Rev. X
2
,
041005
(
2012
).
37.
S.
Galtier
,
S. V.
Nazarenko
,
A. C.
Newell
, and
A.
Pouquet
,
J. Plasma Phys.
63
,
447
(
2000
).
38.
S.
Galtier
and
A.
Bhattacharjee
,
Phys. Plasmas
10
,
3065
(
2003
).
39.
S.
Nazarenko
,
Wave Turbulence
(
Springer
,
Berlin
,
2011
).
40.
A.
Verdini
and
R.
Grappin
,
Phys. Rev. Lett.
109
,
025004
(
2012
).
41.
P.
Dmitruk
and
W. H.
Matthaeus
,
Phys. Plasmas
16
,
062304
(
2009
).
42.
P.
Dmitruk
,
D. O.
Gómez
, and
W. H.
Matthaeus
,
Phys. Plasmas
10
,
3584
(
2003
).
43.
S.
Galtier
and
E.
Buchlin
,
Astrophys. J.
656
,
560
(
2007
).
44.
G. G.
Howes
,
J. M.
TenBarge
,
W.
Dorland
,
E.
Quataert
,
A. A.
Schekochihin
,
R.
Numata
, and
T.
Tatsuno
,
Phys. Rev. Lett.
107
,
035004
(
2011
).
45.
O.
Alexandrova
,
J.
Saur
,
C.
Lacombe
,
A.
Mangeney
,
J.
Mitchell
,
S. J.
Schwartz
, and
P.
Robert
,
Phys. Rev. Lett.
103
,
165003
(
2009
).
46.
F.
Sahraoui
,
M. L.
Goldstein
,
P.
Robert
, and
Yu. V.
Khotyaintsev
,
Phys. Rev. Lett.
102
,
231102
(
2009
).
47.
S.
Ghosh
,
E.
Siregar
,
D. A.
Roberts
, and
M. L.
Goldstein
,
J. Geophys. Res.
101
,
2493
, doi: (
1996
).
48.
S.
Galtier
,
Phys. Rev. E
77
,
015302
(
2008
).
49.
E.
Camporeale
and
D.
Burgess
,
Astrophys. J
730
,
114
(
2011
).
50.
R.
Meyrand
and
S.
Galtier
,
Phys. Rev. Lett.
109
,
194501
(
2012
).
51.
M.
Wan
,
W. H.
Matthaeus
,
H.
Karimabadi
,
V.
Roytershteyn
,
M.
Shay
,
P.
Wu
,
W.
Daughton
,
B.
Loring
, and
S. C.
Chapman
,
Phys. Rev. Lett.
109
,
195001
(
2012
).
52.
P. D.
Mininni
and
A.
Pouquet
,
Phys. Rev. E.
80
,
025401
R
(
2009
).
53.
J. J.
Podesta
,
D. A.
Roberts
, and
M. L.
Goldstein
,
Astrophys. J.
664
,
543
(
2007
).
54.
M.
Wan
,
S.
Oughton
,
S.
Servidio
, and
W. H.
Matthaeus
,
Phys. Plasmas
17
,
082308
(
2010
).
55.
K. H.
Kiyani
,
S. C.
Chapman
,
F.
Sahraoui
,
B.
Hnat
,
O.
Fauvarque
, and
Yu. V.
Khotyaintsev
,
Astrophys. J.
763
,
10
(
2013
).
56.
D.
Perrone
,
F.
Valentini
,
S.
Servidio
,
S.
Dalena
, and
P.
Veltri
,
Astrophys. J.
762
,
99
(
2013
).
You do not currently have access to this content.