不同倾斜角的非相对论准平行激波中电子与质子的早期加速
高能天体物理现象
2020-05-06 v1
摘要
通过一维粒子模拟（particle-in-cell）研究了三种倾斜角的非相对论无碰撞激波中质子和电子的早期加速。模拟中，速度为0.2c的带电粒子流向反射边界，在下游激波系中产生声速马赫数为13.4、阿尔文马赫数为16.5的激波。在这些倾斜角分别为θ=15°、30°和45°的准平行激波中，部分质子和电子可被注入加速过程，在时间1.89×10^5 ω_pe^{-1}（ω_pe为电子等离子体频率）时，它们在下游动量空间中的谱呈现幂律尾。此外，在激波处反射的带电粒子在激波上游激发磁波。激波漂移加速在激波倾斜角较大时更为显著，但被加速粒子更容易沿激波传播方向扩散以参与扩散激波加速。在仍处于早期加速阶段时，与另外两个倾斜角相比，θ=15°的激波下游出现更多高能质子和电子；此外，在上游区域，三种倾斜角中θ_nB=45°时被加速电子的谱最硬，而由于激波漂移加速与扩散激波加速有效性的竞争，θ_nB=15°和45°时的质子谱相似。
引用
@article{arxiv.1908.08170,
title = {Early acceleration of electrons and protons at the nonrelativistic quasiparallel shocks with different obliquity angles},
author = {Jun Fang and Chun-Yan Lu and Jing-Wen Yan and Huan Yu},
journal= {arXiv preprint arXiv:1908.08170},
year = {2020}
}
备注
10 pages, 10 figures, accepted for publication in RAA