超相对论电荷的渐近分析

本文提供了一种分析电磁场中带电粒子分布动力学行为的新方法。在讨论了单点粒子的洛伦兹-狄拉克方程固有的局限性之后，提出了一个简单的模型，用于描述在真空中与麦克斯韦场自洽相互作用的带电连续介质。该模型使用内禀张量场论发展，并充分利用了闵可夫斯基时空的对称性和光锥结构。这允许构造一个正则的应力-能量张量，其散度为零决定了加速电荷的速度和自场的非线性偏微分方程组。在这个协变框架内，一个特定的微扰方案由该系统的一类精确解激发，该解描述了带电流体在自场和外电磁场共同作用下的演化。该方案产生了一个渐近近似，以非齐次线性方程的形式描述自洽麦克斯韦场、电荷电流和带电流体的类时速度场，并被定义为超相对论构型。为了便于与现有的束流动力学描述进行比较，附录将微扰方案的张量公式转化为实验室（惯性）参考系中观察到的电场和磁场的语言。