朗缪尔波-空穴相互作用形成的加速电子群体

使用相对论双流体一维Vlasov-Poisson代码对外驱动静电场中电子动力学进行了直接数值模拟。当驱动波振幅足够大时,形成离子密度空穴(空穴波)。这些空穴与其他入射朗缪尔波的相互作用引起成组电子的显著局域加速,并在电子相空间中产生细喷流状结构。我们表明这些喷流是由有限振幅朗缪尔波在空穴前缘经历离子密度梯度时发生波破所致,而非空穴烧蚀所致。解析双流体模型给出了该过程发生的临界密度梯度和空穴深度。特别是,密度梯度关键影响进入空穴的朗缪尔波的朗道阻尼率。此处理也使我们能推导加速电子最大能量及相空间喷流沿程能谱的解析估计。这些都被直接数值模拟所证实。