利用三维 PIC 模拟研究相对论性电子 - 离子激波的早期演化
高能天体物理现象
2014-07-21 v1
摘要
我们报告了一项三维粒子模拟 (PIC) 的结果，该模拟旨在研究无磁相对论性喷流与环境电子 - 离子等离子体相互作用形成的激波的早期演化。在环境参考系中观测到了与相互作用相关的完整激波结构。当在喷流方向采用开放边界时，前向激波表现为由静电激波与双电层组成的混合结构，而反向激波则表现为双电层。环境离子在前向激波处显示出两个 distinct 特征：从前驱区穿透到激波区的种群，以及从激波区逃逸到前驱区的加速种群。这种行为是静电激波与双电层组合的特征。观测到喷流电子被静电捕获在前向和反向激波结构之间，在相空间图中显示出环状分布，而环境电子在激波区被热化并基本变为各向同性。磁能密度在相当短的时间尺度内增长到前向和反向激波过渡层处喷流动能密度的百分之几。在此时间尺度上，我们几乎未看到喷流离子受到扰动。
引用
@article{arxiv.1407.4540,
title = {A Study of the Early-stage Evolution of Relativistic Electron-Ion Shock using 3D PIC Simulations},
author = {E. J. Choi and K. Min and K. -I. Nishikawa and C. R. Choi},
journal= {arXiv preprint arXiv:1407.4540},
year = {2014}
}
备注
11 pages, 5 figures, in press, in Physics of Plasmas