弱碰撞等离子体中相对论非线性波-粒子相互作用的动力系统方法

在本报告中，我们提出了一种动力系统方法来研究相对论机制下的精确非线性波-粒子相互作用。我们特别关注波斜度对轨道动力学的影响，通过研究平行（$\theta=0$）和垂直（$\theta=-\pi/2$）传播的具体情况，并与斜传播的一般情况 $\theta=]-\pi/2, 0[$ 进行比较。我们发现系统的固定点对应于朗道共振，并且对于满足Hopf分岔条件的传播角，动力学可以从捕获演变为冲浪加速。还通过构建洛伦兹因子 $\gamma$ 中的伪势结构研究了回旋共振粒子。我们推导了阿诺德扩散导致相对论随机加速的条件。因此，得出两个一般性结论：1) 传播角 $\theta$ 可以显著改变朗道和回旋共振处的轨道动力学。2) 考虑到粒子加速的短时间尺度，这两种朗道和回旋共振轨道的机制可能成为弱碰撞空间和宇宙等离子体中粒子能量化问题的潜在候选。