组成不对称与剪切的相对论磁重联

目前的相对论磁重联研究均聚焦于对称配置，即上游等离子体在层间双侧具有相同的属性。在以超大质量黑洞盘面形成的喷流与吸积流之间的边界层可能呈现组成不对称的配置，涉及等离子体构成、浓度、温度和磁化程度的差异。本文旨在首次研究上游等离子体一侧由电子-正电子对组成，另一侧由电子和离子组成的相对论磁重联。我们还探讨施加沿重联场线的相对论对称剪切流的作用。本文采用二维粒子-in-cell仿真。初始设置改编自经典Harris层（无导轨场），以容纳等离子体构成和剪切的不对称性。对于组成不对称的设置，我们发现重联动力学由电子-离子侧驱动，该侧等离子体的磁化程度最低。能量分配倾向于以牺牲电子为代价来加速离子，程度甚至超过对称设置。关于剪切，强超Alfvénic上游会降低实验室系综下的重联速率，但与非相对论研究不同，并未完全关闭重联。本文所考察的不对称性会降低电子加速相对于对称配置的整体效率。在超大质量黑洞喷流-吸积盘边界的语境下，单独的组成不对称重联可能无法高效地将电子加速至极高能量，但可能促进等离子体混合及其他加速通道在界面处的粒子注入。