Using fully kinetic simulations, we study the suppression of asymmetric reconnection in the limit where the diamagnetic drift speed ≫ Alfvén speed and the magnetic shear angle is moderate. We demonstrate that the slippage between electrons and the magnetic flux mitigates the suppression and can even result in fast reconnection that lacks one of the outflow jets. Through comparing a case where the diamagnetic drift is supported by the temperature gradient with a companion case that has a density gradient instead, we identify a robust suppression mechanism. The drift of the x-line is slowed down locally by the asymmetric nature of the x-line, and then the x-line is run over and swallowed by the faster-moving following flux.
References
1.
H.
Ji
and W.
Daughton
, Phys. Plasmas
18
, 111207
(2011
).2.
W.
Daughton
, V.
Roytershteyn
, B. J.
Albright
, H.
Karimabadi
, L.
Yin
, and K. J.
Bowers
, Phys. Rev. Lett.
103
, 065004
(2009
).3.
Y.-H.
Liu
, J.
Birn
, W.
Daughton
, M.
Hesse
, and K.
Schindler
, J. Geophys. Res.
119
, 9773
, doi: (2014
).4.
P. A.
Cassak
, M. A.
Shay
, and J. F.
Drake
, Phys. Rev. Lett.
95
, 235002
(2005
).5.
N. F.
Loureiro
, A. A.
Schekochihin
, and S. C.
Cowley
, Phys. Plasmas
14
, 100703
(2007
).6.
Y. M.
Huang
and A.
Bhattacharjee
, Phys. Plasmas
17
, 062104
(2010
).7.
B.
Coppi
, Phys. Fluids
8
, 2273
(1965
).8.
B.
Rogers
and L.
Zakharov
, Phys. Plasmas
2
, 3420
(1995
).9.
L.
Zakharov
, B.
Rogers
, and S.
Migliuolo
, Phys. Fluids B
5
, 2498
(1993
).10.
L.
Zakharov
and B.
Rogers
, Phys. Fluids B
4
, 3285
(1992
).11.
D.
Biskamp
, Phys. Rev. Lett.
46
, 1522
(1981
).12.
D.
Grasso
, F. L.
Waelbroeck
, and E.
Tassi
, J. Phys: Conf. Ser.
401
, 012008
(2012
).13.
F.
Porcelli
, Phys. Rev. Lett.
66
, 425
(1991
).14.
A.
Galeev
, L. M.
Zelenyi
, and M.
Kuznetsova
, Pis'ma Zh. Eksp. Teor. Fiz
41
, 316
(1985
).15.
J. F.
Drake
, T. M.
Antonsen
, A. B.
Hassam
, and N. T.
Gladd
, Phys. Fluids
26
, 2509
(1983
).16.
G.
Ara
, B.
Basu
, B.
Coppi
, G.
Laval
, M. N.
Rosenbluth
, and B. V.
Waddell
, Ann. Phys.
112
, 443
(1978
).17.
M. T.
Beidler
and P. A.
Cassak
, Phys. Rev. Lett.
107
, 255002
(2011
).18.
M.
Swisdak
, B. N.
Rogers
, J. F.
Drake
, and M. A.
Shay
, J. Geophys. Res.
108
, 1218
, doi: (2003
).19.
Y.
Nagayama
, M.
Yamada
, W.
Park
, E. D.
Fredrickson
, A. C.
Janos
, K. M.
McGuire
, and G.
Taylor
, Phys. Plasmas
3
, 1647
(1996
).20.
H. K.
Park
, N. C.
Luhmann
, A. J. H.
Donné
, I. G. J.
Classen
, C. W.
Domier
, E.
Mazzucato
, T.
Munsat
, M. J.
van de Pol
, Z.
Xia
, and TEXTOR Team
, Phys. Rev. Lett.
96
, 195003
(2006
).21.
S.
von Goeler
, W.
Stodiek
, and N.
Sauthoff
, Phys. Rev. Lett.
33
, 1201
(1974
).22.
23.
H.
Soltwisch
, Plasma Phys. Controlled Fusion
34
, 1669
(1992
).24.
F. M.
Levinton
, L.
Zakharov
, S. H.
Batha
, J.
Manickam
, and M. C.
Zarnstorff
, Phys. Rev. Lett.
72
, 2895
(1994
).25.
M.
Yamada
, F. M.
Levinton
, N.
Pomphrey
, R.
Budny
, J.
Manickam
, and Y.
Nagayama
, Phys. Plasmas
1
, 3269
(1994
).26.
J. A.
Wesson
, A. W.
Edwards
, and R. S.
Granetz
, Nucl. Fusion
31
, 111
(1991
).27.
E. N.
Parker
, J. Geophys. Res.
62
, 509
, doi: (1957
).28.
L.
Trenchi
, M. F.
Marcucci
, and R. C.
Fear
, Geophys. Res. Lett.
42
, 6129
, doi: (2015
).29.
T. D.
Phan
, G.
Paschmann
, J. T.
Gosling
, M.
Øieroset
, M.
Fujimoto
, J. F.
Drake
, and V.
Angelopoulos
, Geophys. Res. Lett.
40
, 11
, doi: (2013
).30.
S. A.
Fuselier
, R.
Frahm
, W. S.
Lewis
, A.
Masters
, J.
Mukherjee
, S. M.
Petrinec
, and I. J.
Sillanpaa
, J. Geophys. Res
119
, 2563
, doi: (2014
).31.
A.
Masters
, J. P.
Eastwood
, M.
Swisdak
, M. F.
Thomsen
, C. T.
Russell
, N.
Sergis
, F. J.
Crary
, M. K.
Dougherty
, A. J.
Coates
, and S. M.
Krimigis
, Geophs. Res. Lett.
39
, L08103
, doi: (2012
).32.
M.
Desroche
, F.
Bagenal
, P. A.
Delamere
, and N.
Erikaev
, J. Geophs. Res
118
, 3087
, doi: (2013
).33.
G. A.
DiBraccio
, J. A.
Slavin
, S. A.
Boardsen
, B. J.
Anderson
, H.
Korth
, T. H.
Zurbuchen
, J. M.
Raines
, D. N.
Baker
, R. L. M.
Jr., and S. C.
Solomon
, J. Geophs. Res
118
, 997
(2013
).34.
T. D.
Phan
, J. T.
Gosling
, G.
Paschmann
, C.
Pasma
, J. F.
Drake
, M.
Øieroset
, D.
Larson
, R. P.
Lin
, and M. S.
Davis
, Astrophys. J.
719
, L199
(2010
).35.
J. T.
Gosling
and T. D.
Phan
, Astrophys. J. Lett.
763
, L39
(2013
).36.
S.
Kobayashi
, B. N.
Rogers
, and R.
Numata
, Phys. Plasmas
21
, 040704
(2014
).37.
B. N.
Rogers
and W.
Dorland
, Phys. Plasmas
12
, 062511
(2005
).38.
W.
Dorland
, F.
Jenko
, M.
Kotschenreuther
, and B. N.
Rogers
, Phys. Rev. Lett.
85
, 5579
(2000
).39.
J. W.
Connor
and H. R.
Wilson
, Plasma Phys. Controlled Fusion
36
, 719
(1994
).40.
M. J.
Pueschel
, P. W.
Terry
, D.
Told
, and F.
Jenko
, Phys. Plamas
22
, 062105
(2015
).41.
M.
Swisdak
, M.
Opher
, J. F.
Drake
, and F. A.
Bibi
, Astrophys. J.
710
, 1769
(2010
).42.
K.
Bowers
, B.
Albright
, L.
Yin
, W.
Daughton
, V.
Roytershteyn
, B.
Bergen
, and T.
Kwan
, J. Phys.: Conf. Ser.
180
, 012055
(2009
).43.
M.
Swisdak
and J. F.
Drake
, Geophys. Res. Lett.
34
, L11106
, doi: (2007
).44.
R. J.
Goldston
and P. H.
Rutherford
, Introduction to Plasma Physics
(Institute of Physics Publishing
, 1995
), Chap. 7.1, p. 97
.45.
D. M.
Willis
, Rev. Geophs. Space Phys.
9
, 953
(1971
).46.
A.
Vaivads
, Y.
Khotyaintsev
, M.
André
, A.
Retinò
, S. C.
Buchert
, B. N.
Rogers
, P.
Décréau
, G.
Paschmann
, and T. D.
Phan
, Phys. Rev. Lett.
93
, 105001
(2004
).47.
K.
Schindler
and M.
Hesse
, Phys. Plasmas
17
, 082103
(2010
).48.
N.
Aunai
, M.
Hesse
, and M.
Kuznetsova
, Phys. Plasmas
20
, 092903
(2013
).49.
M.
Hesse
, T.
Neukirch
, K.
Schindler
, M.
Kuznetsova
, and S.
Zenitani
, Space Sci. Rev.
160
, 3
(2011
).50.
B. N.
Rogers
, R. E.
Denton
, J. F.
Drake
, and M. A.
Shay
, Phys. Rev. Lett.
87
, 195004
(2001
).51.
P. A.
Cassak
and M. A.
Shay
, Phys. Plasmas
14
, 102114
(2007
).© 2016 Author(s).
2016
Author(s)
You do not currently have access to this content.