相对性等离子体的双阿尔玛斯方程状态

阿尔玛斯方程状态 $P \propto n^{\Gamma}$ 描述高度碰撞、各向同性等离子体压强随密度的演化，为无热流和耗散情况下流体矩层次的可能闭合。在各向各异的磁场等离子体中，存在类似的闭合，其压强张量相对于磁场方向各异，因而闭合为双阿尔玛斯形式，规定了平行压强和垂直压强随磁场强度和密度的演化。本文提出了一种从系统对称性导出阿尔玛斯定律的通用第一性原理 formalism。通过该理论，我们恢复了各向同性等离子体的阿尔玛斯方程状态 $P \propto n^{\Gamma}$，以及碰撞无、磁场等离子体的双阿尔玛斯方程状态。我们将后者推广到相对论情形，发现其确切功能形式取决于压强各异性，不是简单的幂律。我们的双阿尔玛斯方程状态描述了简单几何情况，如磁镜或压缩均匀等离子体，也涵盖了复杂的高能天体物理过程，如磁重联过程中形成的磁棘结构的演化。