天体物理无碰撞等离子体的碰撞行为

在碰撞流体中，许多关键过程依赖于二元碰撞的频率。当两种流体以足够快的速度碰撞时，似乎需要碰撞才能产生激波、满足 Rankine-Hugoniot 关系、建立状态方程或麦克斯韦分布。然而，这些看似碰撞的特征在与无碰撞天体物理等离子体相关时，经常被观测到或被假设存在。本文将回顾我们要对以下问题的当前解答：相互碰撞的无碰撞等离子体如何最终像流体一样产生激波？在这种情况下，Rankine-Hugoniot 关系的满足程度如何？无碰撞激波是否像流体激波一样传播？我们能否像天体物理中的 MHD 代码那样使用状态方程来描述无碰撞等离子体？为什么麦克斯韦分布在无碰撞激波的粒子网格 (Particle-In-Cell) 模拟中无处不在？在相关情况下，将给出定义碰撞行为与无碰撞行为边界的时间和长度尺度。一般而言，当涉及导致类流体行为的无碰撞过程的时间和长度尺度可以忽略时，该系统可被视为流体进行处理。