强磁场中电磁级联发展的解析处理

在强磁场中，高能光子可被吸收并产生电子-正电子对。所产生的电子/正电子进而通过同步辐射放出高能光子，后者随即引发级联。我们构建了一维蒙特卡洛代码来研究级联的发展，特别是在其达到饱和状态之后——此时原初粒子的能量几乎全部转移给光子。该状态下的光子谱由于磁场吸收而存在截断，其陡峭程度远甚于指数截断。在截断以下，谱能量分布（SED）表现为分段幂律，在折断能量以下和以上的谱指数分别为$0.5$和$0.125$。该 SED 可用一个简单的解析函数拟合，该函数仅由级联尺度$R$与垂直于粒子运动的磁场 B_{\perp} 的乘积决定，精度优于 96%。本文还研究了该谱与各向同性黑体光子场中级联谱的相似性。