磁场中带电粒子的二体碰撞

我们从粒子的无扰动螺旋运动出发，在二阶微扰理论中考虑了外磁场中带电粒子之间的二体碰撞。计算借助了一种改进的二体碰撞处理方法，该方法对任意强度的磁场均有效，其中二阶能量和速度转移在傅里叶空间中针对任意相互作用势表示。对于一个既具有有限范围又在原点非奇异的正则化屏蔽势，我们显式计算了能量转移，该势包含了 Debye（即屏蔽）势和 Coulomb 势作为极限情况。详细考虑了两种不同的情况：(i) 两个全同（例如电子-电子）粒子的碰撞；(ii) 磁化电子与匀速运动的重离子之间的碰撞。能量转移涉及电子回旋运动的所有谐波。通过与经典轨迹蒙特卡罗计算进行比较，评估了微扰处理的有效性，这也使得研究低速下具有大能量和速度转移的强碰撞成为可能。另一方面，对于大的初始速度，仅发生小的速度转移。在此情况下，非微扰的数值经典轨迹蒙特卡罗结果与微扰处理的预测极好地一致。