Current status of turbulent dynamo theory: From large-scale to small-scale dynamos

Several recent advances in turbulent dynamo theory are reviewed. High resolution simulations of small-scale and large-scale dynamo action in periodic domains are compared with each other and contrasted with similar results at low magnetic Prandtl numbers. It is argued that all the different cases show similarities at intermediate length scales. On the other hand, in the presence of helicity of the turbulence, power develops on large scales, which is not present in non-helical small-scale turbulent dynamos. At small length scales, differences occur in connection with the dissipation cutoff scales associated with the respective value of the magnetic Prandtl number. These differences are found to be independent of whether or not there is large-scale dynamo action. However, large-scale dynamos in homogeneous systems are shown to suffer from resistive slow-down even at intermediate length scales. The results from simulations are connected to mean field theory and its applications. Recent work on helicity fluxes to alleviate large-scale dynamo quenching, shear dynamos, nonlocal effects and magnetic structures from strong density stratification are highlighted. Several insights which arise from analytic considerations of small-scale dynamos are discussed.Comment: 36 pages, 11 figures, Spa. Sci. Rev., submitted to the special issue "Magnetism in the Universe" (ed. A. Balogh

Sur le principe de Pauli dans les noyaux - III.

Les nouvelles mesures d'Aston sur la composition isotopique des terres rares ont permis de compléter le système des couches neutroniques indiqué dans Il, de sorte qu'il comprend maintenant tous les noyaux. Une étude des énergies des désintégrations α dans le domaine des corps radioactifs rend quantitativement compte du fait que sur certaines droites N = const. et P = const. les énergies de liaison subissent un changement discontinu. On vérifie l'existence d'une discontinuité pour les droites N = 126 et P = 82. — On examine la variation que subit la répartition des isotopes quand, en partant des éléments légers, on progresse vers les éléments plus lourds. On est alors conduit à supposer l'existence d'un changement du type de la structure intérieure des noyaux

Sur l'interaction de deux hélions

On recherche dans quelles conditions on peut appliquer une méthode d'approximation à l'interaction de deux particules α : La fonction d'onde se décompose en une fonction représentant le mouvement des centres de gravité multipliée par des fonctions propres représentant l'état intérieur des hélions. La difficulté du problème réside dans le fait que, gràce aux phénomènes d'échange, cette série de fonctions n'est plus, en général, un système de fonctions orthogonales. On trouve comme critère de l'application de la méthode que les dimensions des hélions doivent être petites par rapport à la distance moyenne des centres de gravité. La dite condition n'étant, très probablement, pas remplie pour un ensemble d'hélions formant un noyau, l'image d'un noyau composé d'hélions ne peut être employée qu'avec une certaine réserve

Sur une série de niveaux nucléaires

Le spectre des rayons α de long parcours (du RaC' contient cinq groupes intenses dont les énergies sont entre elles à 1 pour 100 près comme √3 : √3 : √7 : √9 : √11. L'analyse théorique de ce phénomène montre que ces nombres sont les valeurs propres d'un opérateur qui apparaît dans la théorie des forces d'échange d'Heisenberg-Majorana et qui représente l'interaction d'échange entre un neutron et plusieurs protons (ou vice-versa). Il est très probable que nous sommes en présence d'une activation nucléaire d'un type inconnu jusqu'ici et qui se caractérise par un changement partiel à l'intérieur du noyau d'un neutron en proton (ou vice-versa). Ce changement pourrait être conçu comme préalable à la transformation nucléaire par émission β

Sur le principe de Pauli dans les noyaux - II.

Les expériences indiquent que les neutrons et les protons du noyau sont disposés en couches successives. Un modèle simple du potentiel nucléaire peut approximativement rendre compte de la succession observée des nombres quantiques. Cette succession est la suivante : 1 s, 2 p, 3 d, 4 f, 5 g, 4 d, 6 h. Elle est la même pour les neutrons et pour les protons, mais les enveloppes des neutrons exercent une plus grande influence sur la structure des noyaux que celles des protons. Un certain nombre de propriétés des noyaux montrent une allure périodique et les périodes sont en relation étroite avec les enveloppes des neutrons. On a examiné le problème de la coexistence des enveloppes avec des sous groupes. Les parti-cales α représentent un type spécial de sous-groupe. L'existence dans les noyaux de sous-groupes d'un type plus général est vraisemblable

Énergies de liaison des noyaux lourds

Dans le domaine des noyaux à radioactivité spontanée, les énergies libérées lors des transformations α et β sont très étudiées. A partir de ces données, on a pu dresser un tableau des énergies de liaison, celles-ci pouvant se calculer avec une assez grande précision. Le tableau ne contenant que des noyaux à masse paire, les énergies de liaison se rapportent aux paires de neutrons et de protons. La valeur moyenne de l'énergie de liaison d'une paire de neutrons dans ce domaine est de 9, 7, et celle d'une paire de protons est de 11,7 millions d'électrons-volts. Les énergies de liaison subissent des changements brusques, — selon un mode déjà signalé antérieurement, — lorsque des couches neutroniques et protoniques viennent de s'achever. A l'intérieur d'une couche, la variation des énergies est extrêmement régulière et monotone. L'étude de cette variation montre qu'il doit se produire une liaison plus étroite entre les protons, intégrés au noyau au cours de la construction d'une couche neutronique, et les neutrons de cette couche. Les renseignements obtenus concernant les noyaux impairs sont plus restreints. Ils montrent que l'énergie de liaison des particules impaires est relativemen t constante, tandis que l'énergie de liaison des particules paires subit des variations en rapport avec la formation des couches